JP2014522718A - Multi-phase emulsions and multiple emulsion formation method - Google Patents

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Abstract

多相エマルションおよび多相エマルション形成法を一般に記載する。 It describes multiphase emulsions and multiple emulsions forming method generally. 本明細書において用いる多相エマルションは、1つ以上のより小さな液滴をそれらの中に含有する、より大きな液滴を表す。 Multiple emulsions used herein contain one or more smaller droplets in them, represent a larger droplet. 一部の実施形態において、より大きい液滴(単数または複数)は、キャリア流体に懸濁されていることがあり、該キャリア流体は、該より大きい液滴を含有し、そしてまた該より大きい液滴がより小さい液滴を含有する。 In some embodiments, larger droplets (s) may have been suspended in a carrier fluid, the carrier fluid contains the larger droplets, and also the larger liquid droplets containing smaller droplets. 以下に説明するように、多相エマルションを、一定の実施形態では一段階で、概して正確な再現性で形成することができ、および一部の実施形態では2つの他の流体を分離する比較的薄い流体層を含むようにテーラリングすることができる。 As described below, the multiple emulsion, in a single step in certain embodiments, can be formed in a generally precise repeatability, and in some embodiments relatively separating the two other fluid it can be tailored to include a thin fluid layer.

Description

関連出願 本願は、2011年7月6日出願の米国特許仮出願第61/505,001号および2011年7月6日出願の米国特許仮出願第61/504,990号の利益を主張するものであり、前記各仮出願は、その全体が参照により本明細書に援用されている。 RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 504,990 filed Jul. 6, 2011 July 6 filed U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 505,001 and 2011, the each provisional application is incorporated herein by reference in its entirety.

多相エマルションおよび多相エマルション形成法を一般に記載する。 It describes multiphase emulsions and multiple emulsions forming method generally.

エマルションは、第一の流体を、該第一の流体と典型的に不混和性または実質的に不混和性である第二の流体に分散させたときに存在する流体の状態である。 Emulsion, the first fluid is a state of fluid present when dispersed in the second fluid which is said first fluid and typically immiscible or substantially immiscible. 一般的なエマルションの例は、水中油型および油中水型エマルションである。 Examples of common emulsions are oil-in-water and water-in-oil emulsion. 多相エマルションは、典型的な二流体エマルションより複雑に配置された、2つより多くの流体または2つ以上の流体で構成されているエマルションである。 Multiphase emulsions, typically are complicated arrangement than the two-fluid emulsion, an emulsion that consists of more than two fluids, or two or more fluids. 例えば、多相エマルションは、油中水中油型、または水中油中水型であり得る。 For example, multiple emulsions may be oil-in-water-oil or water-in-oil-in-water type. 多相エマルションは、医薬送達、塗料およびコーティング、食品および飲料ならびに健康および美容補助製品などの分野における現行および潜在的用途のため、特に関心が高い。 Multi-phase emulsion, for the current and potential applications in the field of pharmaceutical delivery, paints and coatings, such as food and beverages, as well as health and beauty aid products, especially high interest.

多相エマルションに関するシステム、物品および方法を提供する。 System of multiple emulsion, provides articles and methods. 本発明の主題は、一部のケースでは、相関製品、特定の問題の代替解決策、ならびに/または1つ以上のシステムおよび/もしくは物品の複数の異なる使用を含む。 The subject of the invention is, in some cases, including the correlation products, alternative solutions to a particular problem, and / or one or more systems and / or a plurality of different use of the article.

1つの態様では、液滴形成方法を記載する。 In one aspect, it describes a drop formation method. 一部の実施形態において、前記方法は、第一の管路に第一の流体を流す段階;前記第一の流体の液滴が前記第一の管路の出口開口部で形成されないように、前記第一の流体を前記第一の管路の出口開口部から第二の管路内の第二の流体に排出する段階;および前記第一の流体および前記第二の流体を前記第二の管路の出口開口部から第三の流体に排出して、前記第一の流体の液滴を包囲する前記第二の流体を含む多相エマルション液滴を形成する段階を含む。 In some embodiments, the method includes flowing a first fluid into the first conduit; as droplets of the first fluid is not formed at the outlet opening of the first conduit, said first fluid from said first outlet opening of the conduit of the second conduit within the second stage to discharge the fluid; and said first fluid and said second fluid the second from the exit opening of the conduit and discharged to the third fluid, comprising forming a multiple emulsion droplets containing the second fluid surrounding the droplets of the first fluid.

前記方法は、一部の実施形態において、第一の流体を第一の管路の出口開口部から第二の管路内の第二の流体に排出する段階;および前記第一の流体および前記第二の流体を前記第二の管路の出口開口部から第三の流体に排出して、前記第一の流体の液滴を包囲する前記第二の流体のシェルを含む多相エマルション液滴を形成する段階を含む。 The method, in some embodiments, step to discharge the first fluid to the second fluid in the second conduit from the outlet opening of the first conduit; and said first fluid and said the second fluid from the outlet opening of the second conduit and discharged to the third fluid, multiple emulsions droplets containing shell of the second fluid that surrounds the droplets of the first fluid including the step of forming a. 一部の実施形態において、前記シェルは、前記多相エマルションの平均断面直径の約0.05倍未満の平均厚みを有する、および/または前記シェルは、約1マイクロメートル未満の平均厚みを有する。 In some embodiments, the shell has an average thickness of less than about 0.05 times the average cross-sectional diameter of the multiple emulsion, and / or the shell has an average thickness of less than about 1 micrometer.

一部の実施形態において、前記方法は、第一の流体を第一の管路の出口開口部から第二の流体に排出して、第二の管路を通って該第二の管路の第一の入口開口部経由で輸送する段階;および前記第二の管路の第二の入口開口部を通って第三の流体および第四の流体を流して、前記第二の流体を包囲する前記第三の流体のシェルと前記第一の流体を包囲する該第二の流体のシェルとを含む多相エマルション液滴を形成する段階を含む。 In some embodiments, the method, the first fluid from the outlet opening of the first conduit and discharged to the second fluid, said second conduit through the second conduit step of transporting via the first inlet opening; through the second inlet opening and of the second conduit by flowing a third fluid and a fourth fluid, surrounds the second fluid comprising forming a multiple emulsion droplets containing the said second fluid shell surrounding the first fluid and the third fluid of the shell.

1つの態様では、デバイスを提供する。 In one aspect, a device. 一部の実施形態において、前記デバイスは、第一の管路と、前記第一の管路内に収容されている出口開口部を有する外側注入管路と、前記外側注入管路内に収容されている出口開口部を有する内側注入管路と、前記第一管路内に収容されているが前記外側注入管路内に収容されていない入口開口部を有する回収管路とを具備する。 In some embodiments, the device includes a first conduit, and the outer infusion line having an outlet opening which is accommodated in the first duct, is accommodated in the outer injection conduit an inner infusion line having an outlet opening and have been accommodated; and a recovery conduit having an inlet opening which is not accommodated in the outer injection conduit into the first conduit. 一部の実施形態において、前記外側注入管路は、少なくとも部分的に疎水性コーティングで被覆されており、その他の管は、前記疎水性コーティングで被覆されていない。 In some embodiments, the outer infusion line is at least partially coated with a hydrophobic coating, the other pipe not coated with the hydrophobic coating.

1つの態様では、物品を提供する。 In one aspect, it provides an article. 一部の実施形態において、前記物品は、二相エマルション液滴生成領域を含むマイクロ流体デバイスを具備し、前記二相エマルション液滴領域は、第一の管路と、前記第一の管路内に収容されている出口開口部を有する外側注入管路と、前記外側注入管路内に収容されている出口開口部を有する内側注入管路と、前記第一の管路内に収容されているが前記外側注入管路内に収容されていない回収管路とから本質的に成る。 In some embodiments, the article may comprise a microfluidic device comprising a two-phase emulsion droplets generated region, the two-phase emulsion droplets region includes a first conduit, the first conduit an outer infusion line having an outlet opening which is accommodated in an inner infusion line having an outlet opening which is accommodated in the outer injection conduit are accommodated in the first conduit There consisting essentially of a recovery pipe which is not accommodated in the outer injection conduit.

前記物品は、一部の実施形態では、ポリマーを含むシェルを有する粒子を含み、該粒子は、約1mm未満の平均直径を有し、該シェルは、少なくとも部分的に流体を含有する。 The article, in some embodiments, comprises particles having a shell comprising a polymer, the particles have an average diameter of less than about 1 mm, the shell contains at least partially fluid. 一部の実施形態において、前記シェルは、前記粒子の平均断面直径の約0.05倍未満の平均厚みを有し、および/または前記シェルは、約1マイクロメートル未満の平均厚みを有し;ならびに前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが少なくとも約85℃のガラス転移温度を有する、および/または前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが少なくとも部分的にオクタンに可溶性である。 In some embodiments, the shell has an average thickness of less than about 0.05 times the average cross-sectional diameter of the particles, and / or the shell has an average thickness of less than about 1 micrometer; and wherein substantially all of the polymer in the shell has a glass transition temperature of at least about 85 ° C., and / or substantially all of the polymer in the shell is at least partially soluble in octane.

本発明の他の利点および新規特徴は、本発明の様々な非限定的実施形態の下記の詳細な説明から、添付の図面と共に熟考すると、明らかになるだろう。 Other advantages and novel features of the present invention, from the following detailed description of various non-limiting embodiments of the present invention, when contemplation in conjunction with the accompanying drawings, will become apparent. 本明細書と参照により援用されている文献が、矛盾するおよび/または一致しない開示を含む場合、本明細書が優先するものとする。 References are incorporated by reference and herein, may include a disclosure that is consistent to and / or matching, the present specification shall control.

本発明の非限定的実施形態を例として添付の図面を参照して説明する。 Non-limiting embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as an example. 分かりやすさのために、すべての図においてすべての要素に名称を付与しているとは限らず、説明せずとも当業者が本発明を理解できる場合には、本発明の各実施形態のすべての要素を示すとは限らない。 For clarity, not necessarily has granted name to all elements in all figures, if without description those skilled in the art to understand the present invention, all of the embodiments of the present invention not necessarily indicate the elements.
図1A〜1Dは、一部の実施形態による、標的媒体に流体および/または薬剤を送達するための粒子の使用を示す断面概略図である。 FIG 1A~1D, according to some embodiments, a cross-sectional schematic view showing the use of particles for delivering the fluid and / or drug to the target medium. 図2は、一部の実施形態に従って、多相エマルションを形成するために使用することができるシステムの例示的断面概略図を示すものである。 2, according to some embodiments, showing an exemplary cross-sectional schematic view of a system that may be used to form a multiple emulsion. 図3は、一部の実施形態に従って、多相エマルションを形成するために使用することができるシステムの例示的断面概略図を示すものである。 3, according to some embodiments, showing an exemplary cross-sectional schematic view of a system that may be used to form a multiple emulsion. 図4は、一部の実施形態に従って、多相エマルションを形成するために使用することができるシステムの例示的断面概略図を示すものである。 4, according to some embodiments, showing an exemplary cross-sectional schematic view of a system that may be used to form a multiple emulsion. 図5は、親水性材料の接触角の測定の概要を示す略図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing an outline of measurement of the contact angle of the hydrophilic material. 図6A〜6Eは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションを生成するためのシステムを説明する例示的断面概略図および(B〜E)一定の多相エマルションの生成を説明する光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 6A~6E, according to some embodiments, the generation of an exemplary cross-sectional schematic view and (B to E) constant multiple emulsion illustrating a system for generating (A) a constant multiple emulsion described It shows an optical microscope image of. 図7A〜7Eは、一部の実施形態に従って、(A)中間ストリームの流量の関数としての内部ストリームの流量のプロットおよび(B〜E)多相エマルションの生成を説明する光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 7A~7E, according to some embodiments, which shows an optical microscope image illustrating generation of (A) a flow rate plot of the internal stream as a function of the intermediate stream flow and (B to E) multiple emulsion it is. 図8A〜8Cは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションを生成するためのシステムを説明する例示的断面概略図および(B〜C)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 8A~8C shows according to some embodiments, the generation of an exemplary cross-sectional schematic view and (B-C) constant multiple emulsion illustrating a system for generating (A) a constant multiple emulsion It shows an optical microscope image. 図9A〜9Dは、一部の実施形態に従って、(A)一部の実施形態によるQ 3の関数としての液滴直径のプロット、(B)一定の多相エマルションの光学顕微鏡像、(C)流量比の関数としての厚みのプロットおよび(D)一定の多相エマルションの光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 9A~9D, according to some embodiments, (A) a plot of droplet diameter as a function of Q 3 according to some embodiments, (B) an optical microscopic image of certain multiple emulsion, (C) It shows an optical microscopic image of plots and (D) a constant multiple emulsion thickness as a function of the flow ratio. 図10A〜10Dは、一部の実施形態に従って、(A〜B)一定の多相エマルションの光学顕微鏡像および(C〜D)一定の多相エマルションの共焦点顕微鏡像を示すものである。 FIG 10A~10D, according to some embodiments, showing a confocal microscope image of (A-B) optical microscope image of a certain multiple emulsion and (C-D) a constant multiple emulsion. 図11A〜11Cは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションを生成するためのシステムを図示する例示的断面概略図および(B〜C)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 11A~11C shows according to some embodiments, the generation of an exemplary cross-sectional schematic view and (B-C) constant multiple emulsion illustrating a system for generating (A) a constant multiple emulsion It shows an optical microscope image. 図12A〜12Dは、一部の実施形態に従って、(A)一部の実施形態による内部ストリームの体積流量の関数としての液滴直径の例示的プロットおよび(B〜D)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 12A~12D, according to some embodiments, exemplary plots and (B to D) constant multiple emulsion droplet size as a function of volumetric flow rate of the internal streams in accordance with some embodiments (A) It shows an optical microscope image showing generation. 図13A〜13Cは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像、(B)様々な実施形態による内部ストリームの体積流量の関数としての形成されたコア液滴の数の例示的プロットおよび(C)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 13A~13C, according to some embodiments, (A) constant optical microscope images showing the generation of a multiple emulsion, (B) core formed as a function of volumetric flow rate of the internal streams according to various embodiments It shows an optical microscope image showing generation of an exemplary plots and (C) a constant multiple emulsion of the number of droplets. 図14A〜14Dは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションを生成するためのシステムを示す例示的断面概略図および(B〜D)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 14A~14D the optical indicating According to some embodiments, the generation of an exemplary cross-sectional schematic view and (B to D) constant multiple emulsion of a system for producing a (A) a constant multiple emulsion It shows a microscopic image. 図15A〜15Dは、一部の実施形態に従って、(A)一定の多相エマルションを生成するためのシステムを示す例示的断面概略図および(B〜D)一定の多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像を示すものである。 FIG 15A~15D, according to some embodiments, the optical showing generation of an exemplary cross-sectional schematic view and (B to D) constant multiple emulsion of a system for producing a (A) a constant multiple emulsion It shows a microscopic image. 図16は、1セットの実施形態に従って、ポリスチレンシェルを含む粒子の共焦点顕微鏡像を示すものである。 16, according to one set of embodiments, shows a confocal micrograph of particles comprising a polystyrene shell. 図17A〜17Bは、一部の実施形態に従って、(A)多相エマルションの生成を示す光学顕微鏡像および(B)蛍光標識ポリスチレンナノ粒子を含有する粒子の共焦点顕微鏡像を示すものである。 FIG 17A~17B, according to some embodiments, showing a confocal microscope image of particles containing (A) an optical microscopic image showing the generation of a multiple emulsion and (B) a fluorescent-labeled polystyrene nanoparticles. 図18A〜18Cは、1セットの実施形態に従って、制御放出メカニズムを示す共焦点顕微鏡像を示すものである。 FIG 18A~18C in accordance with an embodiment of the one set, showing a confocal microscope image showing a controlled release mechanism. 図19A〜19Cは、一部の実施形態に従って、(A〜B)ガラスマイクロ流体チャネルによって圧搾されている際の粒子の共焦点画像および(C)ガラスマイクロ流体チャネルを通過させる際の粒子の明視野像を示すものである。 FIG 19A~19C, according to some embodiments, light particles when passing the confocal image and (C) glass microfluidic channels of the particle when being squeezed by (A-B) glass microfluidic channel It shows a field image. 図20は、1セットの実施形態による油−水界面への薬剤送達の略図である。 Figure 20 is an oil according to one set of embodiments - is a schematic representation of drug delivery to the water interface.

多相エマルションおよび多相エマルション形成法を一般に記載する。 It describes multiphase emulsions and multiple emulsions forming method generally. ここで用いる多相エマルションは、1つ以上のより小さな液滴をそれらの中に含有する、1つ以上のより大きな液滴を表す。 Multiple emulsions used herein contain one or more smaller droplets in them, represent one or more larger droplets. 一部の実施形態において、より大きい液滴(単数または複数)は、キャリア流体に懸濁されていることがあり、該キャリア流体は、該より大きい液滴を含有し、そしてまた該より大きい液滴がより小さい液滴を含有する。 In some embodiments, larger droplets (s) may have been suspended in a carrier fluid, the carrier fluid contains the larger droplets, and also the larger liquid droplets containing smaller droplets. 下記で説明するように、多相エマルションを、一定の実施形態では一段階で、概して正確な再現性で形成することができ、および一部の実施形態では2つの他の流体を分離する比較的薄い流体層を含むようにテーラリングすることができる。 As described below, the multiple emulsion, in a single step in certain embodiments, can be formed in a generally precise repeatability, and in some embodiments relatively separating the two other fluid it can be tailored to include a thin fluid layer.

液滴を含有するエマルションおよび多相エマルションの均一なサイズ、形状、および/またはより大きな液滴に含有されるより小さい液滴の均一な数での形成は、当該技術分野において公知である。 Forming uniformly sized emulsions and multiple emulsions containing droplets, shape, and / or a uniform number of smaller droplets contained in the larger droplets are known in the art. 例えば、WeitzらによるWO 2008/121342には、均一なサイズのより大きい液滴を含有し、該より大きい液滴の各々がより小さい液滴を含有する、多相エマルションを生成するためのマイクロ流体システムの使用が記載されている。 For example, the WO 2008/121342 by Weitz, et al., Containing larger droplets of uniform size, each of the larger droplets contain smaller droplets, microfluidic for producing multiple emulsions use of the system is described. 一般に、これらのシステムにおいて、多相エマルションは、マイクロ流体管路システム内で多数の不混和性流体を入れ子状にすることによって形成される。 Generally, in these systems, multi-phase emulsion is formed by a number of immiscible fluids in a microfluidic conduit system nested. 前記多相エマルションは、先ず、第一の管路の出口において第二の流体の中で第一の流体の1つ以上の液滴を生成することによって、生成され得る。 The multiple emulsions, first by generating one or more droplets of the first fluid within the second fluid at the outlet of the first conduit may be generated. 次に、これらの液滴を第二の管路の末端部に輸送し、そこで第二の流体が第一の流体の液滴を包囲している多相エマルションを形成する。 Then transport these droplets at the distal end of the second conduit, where the second fluid to form a multiple emulsion surrounding the droplets of the first fluid.

加えて、第一および第二の液滴が同時に形成される多相エマルションの形成は当該技術分野において公知である。 In addition, formation of multiple emulsions the first and second droplets are formed at the same time are known in the art. 例えば、WeitzらによるWO 2006/096571は、他方の管路内に収容されている2本の入れ子状管路を通して流体を輸送して多相エマルションを生成する、様々なマイクロ流体システムの記載を含む。 For example, WO 2006/096571 by Weitz et al., To produce a multiple emulsion with transport fluid through two nested pipes, which are housed in the other conduit includes a description of the various microfluidic system . しかし、これらのシステムでは多数の管路が概して使用され、一部のケースでは、内側管路の出口開口部が、包囲している管路の出口開口部を越えて広がるように、内側管路が、包囲している管路内に入れ子状になっている。 However, in these systems the number of pipeline is generally used, in some cases, as the outlet opening of the inner pipe is extends beyond the outlet opening of the conduit that surrounds the inner pipe but it has become nested in conduit that surrounds. もう1つの例として、WeitzらによるWO 2011/028764には、異なる管路の一定の交差部を備えている様々なシステムでだが、多相エマルションの形成が記載されている。 As another example, the WO 2011/028764 by Weitz, et al., Although it in a variety of system comprising a constant cross-section of the different pipe, the formation of multiple emulsions is described.

本発明は、一般に、多相エマルションを生成するために管路に流体を流す新規の驚くべき方法(ならびに関連物品およびシステム)に関する。 The present invention relates generally to methods novel and surprising that fluid flow in conduit to produce a multiple emulsion (and related articles and systems). 下でより詳細に説明するように、安定した動作状況からの流体流量の増加は不安定な動作状況を生じさせるが、意外にも、流量のさらなる増加は第二の安定した動作状況を生じさせることを発見した。 As described in more detail below, a stable increase of the fluid flow from the operating condition was but cause unstable operation situation, surprisingly, a further increase in flow rate produces a second stable operating conditions It was discovered that. 一部のケースにおいて、その第二の安定した動作状況の中で形成される多相エマルションは、比較的薄い中間流体シェルを含むことができる。 In some cases, the multi-phase emulsion formed in the second stable operating conditions may include a relatively thin middle fluid shell. 先ず第一の管路の出口開口部で第一の流体の液滴を生成し、その後、これらの液滴を第二の管路の末端部に通して二相エマルションを形成する(すなわち、「液滴流」状況下で動作する)のではなく、本発明の多相エマルション中の第一および第二の液滴を同時に形成することができる。 First generating a first conduit droplets of the first fluid at the outlet opening of, then, to form a two-phase emulsion through these droplets at the distal end of the second conduit (i.e., " Ekishizukuryu "operates under conditions) instead of, it is possible to form the first and second droplet multiphase emulsion of the present invention at the same time. この第一および第二の液滴の同時形成は、一部の実施形態では、第一の流体を、第一の管路内で、第一の流体が第一の管路を出るときに該第一の流体が第二の流体中で連続流体ストリームを形成するような比較的高い流量(すなわち、「噴射流」状況)で輸送することによって、達成することができる。 The first and the simultaneous formation of the second droplet, in some embodiments, the first fluid, in the first conduit, said when the first fluid exits the first conduit relatively high flow rates, such as the first fluid forms a continuous fluid stream in the second fluid (i.e., "jet" situation) by transporting at can be achieved. 第一の流体のジェットが、第一の管路の下流に位置する第二の管路を出ると、第二の流体は第一の流体を包囲し、それにより二相エマルションを形成することができる。 Jet of the first fluid, exits the second conduit positioned downstream of the first conduit, that the second fluid that surrounds the first fluid, thereby forming a two-phase emulsion it can. 噴射流状況下で動作させたとき、第二の管路の出口開口部で形成される多相エマルションは、一部の実施形態では、第二の流体の比較的薄いシェルを含有することができる。 When operating under jet conditions, multiple emulsions that are formed at the outlet opening of the second conduit, in some embodiments, can contain relatively thin shell of the second fluid . 加えて、噴射流状況下での動作は、少なくとも一部のケースでは、液滴流状況に比べて多相エマルションの高速生成を可能にすることができる。 In addition, the operation under jet conditions, in at least some cases, it is possible to enable high speed production of multiple emulsions than in the droplet flow conditions.

一定の実施形態における噴射流状況下での動作の恩恵が驚くべきものである1つの理由は、液滴流状況から噴射流状況に移行するために、流体流が不安定であり、かつ多相エマルション、とりわけ一貫したサイズの多相エマルションの生成に一般に適さない中間状況を先ず通らなければならないためである。 One reason is surprising that the benefits of operation under jetting flow conditions in certain embodiments, in order to migrate from the droplet flow situation jet situation is unstable fluid flow, and multiphase emulsion is because it must among other things pass first intermediate situation is not suitable for general production of multiple emulsions consistent size. 本発明において、流体流量のさらなる増加は、予想どおり、流体不安定性増加をもたらさず、むしろ、不安定な状況からの流量のさらなる増加は、驚くべきことに、より小さなではなくより大きな安定性をもたらすことが意外にも判明した。 In the present invention, a further increase in fluid flow rate, as expected, did not result in an increase fluid instability, but rather, a further increase in the flow rate from unstable situation, surprisingly, greater stability rather than smaller it has also been found in surprising result. 詳細には、不安定な状況による流量の増加は、例えば、比較的薄いシェルを有する一貫したサイズの多相エマルションを比較的高速で生成することができる、安定した動作につながり得ることが判明した。 In particular, the increase in flow rate due to unstable conditions, for example, can be produced at a relatively high speed multiple emulsion consistent size with a relatively thin shell, it was found that can lead to stable operation .

多相エマルション液滴は、1つ以上の液滴をその中に含有することができる。 Multiple emulsions droplets may contain one or more droplets therein. ここで用いる「液滴」は、第二の流体によって包囲されている第一の流体の孤立した部分である。 As used herein, "liquid droplets" is an isolated portion of the first fluid is surrounded by a second fluid. 液滴は必ずしも球形ではなく、例えば外部環境に依存して、他の形状も想定できることに留意しなければならない。 Droplet is not necessarily spherical, for example, depending on the external environment must also be noted that the conceivable other shapes. 一部の実施形態において、液滴は、該液滴が位置する流体流に対して垂直なチャネルの最大寸法とほぼ等しい最小断面寸法を有する。 In some embodiments, the droplet has a minimum cross-sectional dimension substantially equal to the maximum dimension of the vertical channels for fluid flow liquid droplets are located.

本明細書に記載する方法およびデバイスを使用すると、一定の実施形態では、液滴の一貫した体積および/もしくは数を生じさせる、ならびに/または外部液滴に対する内部液滴の体積および/もしくは数の一貫した比率(もしくは他のかかる比率)を生じさせる。 Using the method and devices described herein, in certain embodiments, cause a consistent volume and / or number of droplets, as well as the internal droplets against / or external drop volume and / or number of producing a consistent ratio (or other such ratios). 加えて、他の箇所に記載するように、多相エマルション中の流体の液滴の相対体積を、一部のケースでは、例えば2つの他の流体を分離する、流体の比較的薄い層を備えるように構成することができる。 In addition, as described elsewhere, the relative volume of the fluid droplet multiphase emulsion, in some cases, separating for example two other fluids, comprising a relatively thin layer of fluid it can be configured to. 例えば、一部のケースでは、内部液滴が外部液滴の体積の相対的に大きい割合を占有し、その結果、内部液滴流体を包囲する外側液滴流体の薄層が得られるように、外部液滴中の単一の液滴を構成/形成する。 For example, in some cases, the internal droplets occupy a relatively large proportion of the volume of external liquid droplets, so that as a thin layer of outer droplet fluid surrounding the internal droplet fluid is obtained, It constitutes a single droplet of external liquid droplets / forming. その後、ポリマーを含有し得る、前記内部液滴流体を包囲する外部液滴流体の薄層を乾燥させて、流体を含有する固体シェルを形成することができる。 Then, may contain polymer, drying the thin layer of the outer droplet fluid surrounding said inner droplet fluid, it is possible to form a solid shell that contains fluid. 前記外部液滴流体の薄層の寸法を正確に制御できることで、本明細書の他の箇所に記載する任意の厚みまたは他の寸法を含む薄いシェルで構成された粒子の作製が可能になり得る。 Wherein the ability to precisely control the thin layer dimensions of the outer droplet fluid, may become possible to produce any thickness or other thin shell composed of particles comprising dimensions described elsewhere herein .

一部の実施形態では、三相エマルション、すなわち、外部液滴(または第二の)流体によって包囲された内部液滴(または第一の)流体を含有し、該外部液滴(または第二の)流体がまた第三の流体またはキャリア流体によって包囲されているエマルションを生成することができる。 In some embodiments, the three-phase emulsion, i.e., an external drop (or second) internal droplet (or first) surrounded by a fluid containing the fluid, external droplet (or second ) fluid can also be generated emulsion which is surrounded by a third fluid or carrier fluid. 一部のケースにおいて、前記キャリア流体および前記外部液滴流体は同じであり得る。 In some cases, the carrier fluid and the external droplet fluid can be the same. これらの流体は、多くの場合、疎水度の差に起因して様々な混和度である。 These fluids often a variety of mixing degree due to the difference in hydrophobicity. 例えば、前記内部液滴流体は水溶性であり得、前記外部液滴流体は油溶性であり得、および前記キャリア流体は水溶性であり得る。 For example, the internal droplet fluid obtained is water soluble, the outer droplet fluid may be a oil-soluble, and the carrier fluid may be water soluble. この構成は、多くの場合、W/O/W型多相エマルション(「水/油/水」)と呼ばれる。 This configuration is often referred to as a W / O / W type multiple emulsion ( "water / oil / water"). もう1つの多相エマルションは、油溶性である内部液滴、水溶性である外部液滴、および油溶性であるキャリア流体を含み得る。 Another multiple emulsion may comprise an internal liquid droplets are oil soluble, external droplet is water-soluble, and the carrier fluid is oil-soluble. このタイプの多相エマルションは、多くの場合、O/W/O型多相エマルション(「油/水/油」)と呼ばれる。 Multi-phase emulsion of this type is often referred to as the O / W / O type multiple emulsion ( "oil / water / oil"). 上の専門用語の中の用語「油」が、当該技術分野において公知であるように、一般により疎水性であり、水混和性または水溶性でない流体を単に指すことに留意しなければならない。 The term "oil" in the jargon of the above, as is known in the art, generally more hydrophobic, it should be noted that simply refer to the fluid not water miscible or water-soluble. したがって、前記油は、一部の実施形態では炭化水素であり得るが、他の実施形態では前記油は他の疎水性流体を含み得る。 Accordingly, the oil is, in some embodiments, but may be a hydrocarbon, in another embodiment the oil can comprise other hydrophobic fluid.

本明細書における記載では、一般に、多相エマルションを三相系、すなわち、内部液滴流体と外部液滴流体とキャリア流体とを有することに関して記載する。 In the description herein, generally, a three-phase system the multiple emulsion, i.e., described with respect to having an internal droplet fluid and external droplet fluid and carrier fluid. しかし、これが単に例としてであること、および他の系ではその多相エマルション中に追加の流体が存在することがあることに留意しなければならない。 However, this is merely be by way of example, and in other systems must be noted that there may be additional fluid in its multiphase emulsion. 例として、あるエマルションは、第一の流体液滴および第二の流体液滴を含有することがあり、これらの液滴の各々が第三の流体に包囲されており、そしてまたその第三の流体が第四の流体によって包囲されている;またはあるエマルションは、より高次入れ子状になっている多相エマルション、例えば第一の流体液滴が第二の流体液滴によって包囲されており、その第二の流体液滴が第三の流体液滴によって包囲されており、その第三の流体液滴がキャリア流体内に収容されている多相エマルションを含有することがある。 Examples include emulsions, may contain a first fluid droplet and the second fluidic droplet, each of these droplets are surrounded by the third fluid, and also a third of the fluid is surrounded by the fourth fluid; or emulsion is a multiple emulsion which is more turned-order nested, for example, the first fluid droplets surrounded by a second fluid droplets, its second fluid droplets are surrounded by a third fluid droplets, which may contain multiple emulsion in which the third fluid droplet is contained in a fluid carrier. したがって、内部液滴流体、外部液滴流体およびキャリア流体の記載が表示を容易にするためであること、および本明細書における記載を、さらなる流体を含む系、例えば、四相エマルション、五相エマルション、六相エマルション、七相エマルションなどに容易に拡大できることは理解されるはずである。 Therefore, the internal droplet fluid, that the description of the external droplet fluid and the carrier fluid in order to facilitate the display, and the description herein, a system containing additional fluid, for example, four-phase emulsion or five phase emulsion , six phase emulsion, it can be easily expanded to such seven phase emulsion is to be understood.

図2は、一部の実施形態に従って粒子を形成するために使用することができる多相エマルションを形成するためのシステム200の例示的概略図を含む。 Figure 2 includes exemplary schematic diagram of a system 200 for forming a multiple emulsion which can be used to form particles in accordance with some embodiments. 図2において、システム200は、外側管路210、第一の内側管路(または注入管)220、および第二の内側管路(または回収管)230を備えている。 2, system 200 includes an outer pipe 210, a first inner conduit (or injection tube) 220, and a second inner conduit (or collection tube) 230. 第一の内側管路220は、外側管路210に通じる出口開口部225を備えており、第二の内側管路230は、外側管路210内に開口している入口開口部235を備えている。 The first inner conduit 220 is provided with an outlet opening 225 leading to the outer pipe 210, a second inner conduit 230 includes an inlet opening 235 which is open to the outside conduit 210 there. システム200は、第一の内側管路220内に配置された第三の内側管路240も備えている。 System 200 also includes a third inner conduit 240 disposed in the first inner conduit 220. 内側管路240は、管路220に通じる出口開口部245を備えている。 Inner conduit 240 is provided with an outlet opening 245 communicating with the conduit 220. 図2で例証されるように、管路210、220、230および240は、互いに対して同心円状であると説明される。 As illustrated in Figure 2, the conduit 210, 220, 230 and 240 are described as being concentric with respect to each other. しかし、ここで用いる「同心円状」は、厳密に同軸を有する管を必ずしも指すとは限らず、共通の中心線を共有しない入れ子状の管または「偏心」管も含むことに留意しなければならない。 However, As used herein, "concentric" are strictly not necessarily refer to a tube having a coaxial, It must be noted that also include nested tubes or "eccentric" tubes that do not share a common center line . しかし、一部の実施形態では、前記管すべてが互いに厳密に同軸を有することもある。 However, in some embodiments, sometimes the tube all have exactly coaxially.

管路220の内径は、図2に示されているように、一般に左から右方向に減少し、管路230の内径は、図2に表されているように、一般に入口開口部から、左から右方向に増加する。 The inner diameter of the conduit 220, as shown in FIG. 2, generally decreases from left to right, the inner diameter of the conduit 230, as depicted in FIG. 2, generally from the inlet opening, left increases in the right direction from. これらの狭窄、すなわち先細りは、少なくとも一部のケースでは、一貫したエマルションの生成に役立つ幾何形状を提供する。 These constriction, i.e. taper, at least in some cases, providing a geometry that help produce consistent emulsion. 図2では狭窄率が線形であるように図示されているが、他の実施形態では、狭窄率は非線形であることがある。 Although Figure 2 the stenosis rate is shown as being linear, in other embodiments, it may stenosis rate is nonlinear.

図2に示されているように、内部液滴流体250は、左から右方向に、第三の内側管路240を通って出口開口部245から出て管路220へと流れる。 As shown in FIG. 2, the internal droplet fluid 250, from left to right, flows into the conduit 220 out of the outlet opening 245 through the third inner conduit 240. 加えて、外部液滴流体260は、内部液滴流体250および管路240の外側の管路220を通って左から右方向に流れる。 In addition, external droplet fluid 260 flows from left to right through the outer conduit 220 of the internal droplet fluid 250 and line 240. キャリア流体270が図示されており、これは、外側管路210と管路220の間に設けられた通路内を左から右方向に流れる。 The carrier fluid 270 is illustrated, which flows to the right outer pipe 210 and the passage provided between the conduit 220 from the left.

図2に図示されているように、内部液滴流体250は、出口開口部225から出るが、管路220の内表面との接触を外部液滴流体260によって防止される。 As illustrated in Figure 2, the internal droplet fluid 250 exits from the outlet opening 225, it is prevented from contacting the inner surface of the conduit 220 by an external droplet fluid 260. 図2の例で証明されるように、内部流体250のどの部分も、それが管路240を出た後、管路220の内面と接触しない。 As demonstrated in the example of FIG. 2, also part of the internal fluid 250 throat, after it exits the conduit 240 does not contact the inner surface of the conduit 220. 一部の実施形態では、第一の流体の液滴が第一の管路の出口開口部で形成されないように、様々なシステムパラメータを選択することができる。 In some embodiments, it is possible to droplets of the first fluid so as not to be formed at the outlet opening of the first conduit, to select the various system parameters. 例えば、一部の実施形態では、コア−シーズ型流れ配置(core-sheath flow arrangement)で、内部液滴流体250が内部流体(すなわちコア)を形成し、外部液滴流体260が外部流体(すなわちシーズ)を形成するように、内部液滴流体250および外部液滴流体260を選択することができる。 For example, in some embodiments, the core - a sheath-type flow arrangement (core-sheath flow arrangement), the internal droplet fluid 250 forms an internal fluid (or core), outer droplet fluid 260 external fluid (i.e. so as to form a sheath), it is possible to select the internal droplet fluid 250 and the external droplet fluid 260. 図2に図示するように、外部液滴流体260は、液滴を形成するために内部液滴流体250を完全に包囲せず、むしろ、外部液滴流体260は、内部液滴流体250をその縦軸を中心にして包囲するシェルを形成する。 As shown in FIG. 2, an external droplet fluid 260 does not completely surround the internal droplet fluid 250 to form droplets, rather, an external droplet fluid 260 has its internal droplet fluid 250 about a longitudinal axis to form a shell surrounding. 一部の実施形態において、管路240は、管路240の出口開口部で液滴が一切生成されないような毛細管数を有する。 In some embodiments, the conduit 240 has a capillary number as droplets at the exit opening of the conduit 240 is not generated at all. もう1つの例として、管路240の出口開口部で液滴が一切生成されないような粘度を有するように、内部液滴流体250および/または外部液滴流体260を選択することができる。 As another example, it is possible to droplets at the outlet opening of the conduit 240 to have a viscosity such that not generated at all, selecting the internal droplet fluid 250 and / or external droplets fluid 260.

加えて、一部の実施形態において、外部液滴流体260は、該液滴が回収管230に入るときにキャリア流体270によって包囲されるので、少なくとも多相エマルション液滴が形成されてしまうまでは外部液滴流体260は管路230の表面と接触することができない。 Additionally, in some embodiments, the external droplet fluid 260, since it is surrounded by a carrier fluid 270 when the droplet enters the recovery pipe 230, at least until multiple emulsion droplets will be formed external droplet fluid 260 is unable to contact the surface of the conduit 230.

内部液滴流体250および外部液滴流体260が管路220の出口開口部225から出て輸送されると、2つの液滴:外部液滴280(外部液滴流体260を含む)および該外部液滴280内に位置する内部液滴285(内部液滴流体250を含む)、が形成され得る。 When the internal droplet fluid 250 and the external droplet fluid 260 is transported out of the outlet opening 225 of the conduit 220, two droplets (including an external droplet fluid 260) external droplet 280 and the external solution internal droplet 285 located droplet 280 (including the internal droplet fluid 250) may be formed. 図2に図示するように、外部液滴280は、内部液滴285の周囲に比較的薄いシェルを形成し得る。 As shown in FIG. 2, an external droplet 280 can form a relatively thin shell around the inner droplet 285. 液滴280および285を逐次的に形成することができ、または実質的に同時に形成することができる。 It can be sequentially form droplets 280 and 285, or can be substantially simultaneously formed. 例えば、図2において、流体250および260が管路220の出口開口部225を出て輸送されると、流体250と260の境界は(例えば、これら2つの流体間に実質的に封入された界面を形成することにより)流体260と270の境界が形成されるのと実質的に同時に閉鎖され得る。 For example, the interface in FIG. 2, the fluid 250 and 260 are transported out of the outlet opening 225 of the conduit 220, the boundary of the fluid 250 and 260 which are (for example, substantially enclosed between the two fluids it by) can be closed for substantially the same time the boundary of the fluid 260 and 270 are formed to form a. 管路220を出る流体から形成された液滴は、該液滴が管路210を通って輸送されるとき、出口開口部225を出て、キャリア流体270により管路230の開口部235まで輸送され得る Droplets formed from the fluid exiting the conduit 220, when the liquid droplet is transported through a conduit 210, the exit opening 225, the carrier fluid 270 to the opening 235 of the conduit 230 transport It may be

内部液滴流体250を図2には管路240から管路220の出口開口部225にわたって連続ジェットを形成するように図示されているが、一部の実施形態では、内部液滴流体250は、出口開口部225に到達する前に1つ以上の液滴を形成し得る。 Although FIG. 2 the internal droplet fluid 250 is shown to form a continuous jet over the outlet opening 225 of the conduit 220 from conduit 240, in some embodiments, the internal droplet fluid 250, It may form one or more droplets before reaching the outlet opening 225. 管路220内で生成された液滴は、一定のケースでは管路220の出口開口部225を出次第、さらに破壊され得る。 Droplets generated in the conduit 220., in certain cases upon the exit opening 225 of conduit 220, may be further broken. 一部の実施形態では、管路220内の外部液滴流体260の中で内部液滴流体250の噴射流が発生するように、内部液滴流体250および/もしくは外部液滴流体260の流量ならびに/またはシステム内の他のパラメータ(例えば、流体粘度、チャネル寸法、チャネル壁特性など)を選択することができる。 In some embodiments, as jet internal droplet fluid 250 is generated in an external droplet fluid 260 in conduit 220, the flow rate of the internal droplet fluid 250 and / or external droplet fluid 260 and / or other parameters in the system (e.g., fluid viscosity, channel dimensions, the channel walls characteristics, etc.) can be selected. ここで用いる「噴射流」状況は、第一の流体(例えば、内部液滴流体250)の連続ストリームが、(同流体の液滴への破壊が噴射流状況外では概して発生するが)該状況はで破壊することなく、第二の流体の連続ストリームの中で縦に延びて、外部流体中で内部流体の液滴を形成する状態を指す。 "Jet" status, as used herein, the first fluid (e.g., internal droplet fluid 250) continuous stream of (although disruption to the fluid droplets generally occurs outside jet conditions) the situation without showy destruction refers longitudinally extending in the continuous stream of a second fluid, the state of forming droplets of the internal fluid in the external fluid. 一部の実施形態において、前記噴射流状況の流体(例えば、図2における内部液滴流体250)は、該流体から最終的に形成される液滴の断面直径の少なくとも約5倍、少なくとも約10倍または少なくとも約25倍の長さにわたってつながっていることがあり、この場合、該流体が送達される管路の出口開口部から、該流体が破壊して液滴を形成する地点までの連続長を測定する。 In some embodiments, the fluid of the jet flow conditions (e.g., internal droplet fluid 250 in FIG. 2) is at least about 5 times the cross-sectional diameter of the droplet that is ultimately formed from the fluid, of at least about 10 it may have led over multiple or at least about 25 times the length, in this case, a continuous length from the exit opening of the conduit fluid is delivered, to the point where the fluid forms a droplet break to measure.

対照的に「滴下流」状況は、第一の流体が、それが送達される管路(例えば、図2における管路240)の出口からの距離であって、形成される第一の流体液滴の平均断面直径の約2倍以下である距離内で、第二の流体の中で液滴へと破壊される状態を指す。 In contrast, "dropping flow" situation, the first fluid, the conduit in which it is delivered (e.g., conduit 240 in FIG. 2) a distance from the outlet of a first fluid to be formed within about is two times or less the average distance cross-sectional diameter of the droplet refers to a state of being destroyed to droplets in the second fluid. 1つの特定の例として、図2で例証される実施形態セットには、内部液滴流体250が噴射流状況で管路240から流れるように図示されているが、滴下流状況では内部液滴流体250および外部液滴流体260が管路220から流れるように図示される。 As one particular example, the embodiments set that is illustrated in Figure 2, although the internal droplet fluid 250 is shown to flow from the conduit 240 at jet situations, internal droplet fluid dropwise flow conditions 250 and outer droplet fluid 260 is illustrated as flowing from conduit 220.

一部の実施形態において、内部液滴流体250および外部液滴流体260は、これらの液滴が管路230の中に(すなわち、図2における管路230の入口オリフィスを規定する末端部235の右側に)入るまで、分解して液滴を形成しない。 In some embodiments, the internal droplet fluid 250 and the external droplet fluid 260, these droplets in the conduit 230 (i.e., the distal portion 235 defining an inlet orifice of the conduit 230 in FIG. 2 before entering the right side), not form droplets and degradation. しかし、他の実施形態において、内部液滴流体250および外部液滴流体260は、管路230に入る前に分解して(すなわち、末端部235の左側に)液滴を形成する。 However, in other embodiments, the internal droplet fluid 250 and the external droplet fluid 260 decomposes before entering the conduit 230 (i.e., on the left side of the distal end 235) to form a droplet. 「滴下」条件下では、液滴は、管路230の末端部235のオリフィスのより近くに形成されるが、「噴射」条件下では、液滴は、さらに下流で、すなわち、図2に図示されているようにさらにはるか右側で形成される。 The "dropping" conditions, droplets are formed closer to the orifice of the distal portion 235 of the conduit 230, the "injection" conditions, droplets, further downstream, i.e., shown in FIG. 2 further formed in much the right as is. 例えば、一定の「滴下」条件下では、1オリフィス径内に位置するときに液滴が生成される;この動作方式を滴下蛇口になぞらえることができる。 For example, in certain "dropping" conditions, the droplets are produced when positioned at the first orifice-diameter; can be likened to the operation method in a dropping faucet. 一部の噴射条件下では、回収管の長さを下って3オリフィス径以上下流に延びる長いジェットが生成され、該回収管で該ジェットは液滴になる。 In some injection conditions, longer jet is produced extending in the 3 orifice diameter or less vertical flow down the length of the recovery tube, the jet will drop in the recovery pipe.

本発明の様々な実施形態では、液滴形成および形態(および/または液滴から形成される粒子の対応する形態)に多数の方法で影響を及ぼすことができる。 In various embodiments of the present invention, it can influence a number of ways to droplet formation and morphology (corresponding form of particles formed from and / or droplets). 例えば、所望の体積、頻度および/または内容の多相エマルションを開発するために、外側管路と内側管路の関係をはじめとするデバイス200の幾何形状(物理的構成)を構成することができる。 For example, it can be configured to develop the desired volume, frequency and / or content multiple emulsion of the geometry of the device 200, including the relationship between the outer conduit and an inner conduit (physical structure) . 例えば、形成される液滴の相対体積の制御に役立つように、管路220および240の出口開口部225および/または245における出口開口部直径をそれぞれ選択することができる。 For example, to aid in the control of the relative volume of the droplet to be formed, it is possible to select each outlet opening diameter at the outlet opening 225 and / or 245 of conduits 220 and 240. 一部のケースでは、内部液滴流体の流量、外部液滴流体の流量、キャリア流体の流量、これらのうちのいずれか2つの全流量もしくは比の変化、および/またはこれらのうちのいずれか流量の組み合わせによって、液滴形成に影響を及ぼすことができる。 In some cases, the flow rate of the internal droplet fluid, the flow rate of the external droplet fluid, the carrier fluid flow rate, change in total flow rate or the ratio of any two of these, and / or any flow of these the combination of, can affect droplet formation.

内部液滴と外部液滴の相対体積、すなわち、内部および外部液滴のサイズまたは体積の比も、一定の実施形態では、注意深く制御することができる。 The relative volume of the inner droplets and outer droplet, i.e., the ratio of the size or volume of the inner and outer droplet also, in certain embodiments, can be carefully controlled. 内部液滴は、外部液滴の比較的大きな部分を占めることがある。 Internal droplets may occupy a relatively large portion of the outer droplet. かかるエマルションは、例えば、本明細書において論ずるような比較的薄いシェルを有する粒子の形成に有用であり得る。 Such emulsions may be useful, for example, the formation of particles having a relatively thin shell, as discussed herein. 一部の実施形態において、内部流体液滴は、外部液滴の体積の約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約90%、約95%または約99%より多くを占めることがある。 In some embodiments, the internal fluid droplets, approximately 10% of the volume of external liquid droplets, about 20%, about 30%, about 40%, about 50%, about 60%, about 70%, about 90% , which may occupy more than about 95%, or about 99%. 一部のケースでは、外部液滴が内部液滴を含有するとき、該内部液滴が、該外部液滴体積の一部または大部分を占めることができる場合、該外部液滴を流体シェル、またはコーティングと見なすことができる。 In some cases, when the external droplets containing an internal droplets, internal droplets, if you can occupy a part or most of the external drop volume, fluid shell external droplets, or it can be regarded as a coating. 一部の実施形態において、外部流体シェル厚は、例えば、外部流体液滴半径の約5%、約4%、約3%、約2%、約1%または約0.1%以下であり得る。 In some embodiments, the external fluid shell thickness is, for example, about 5% of the external fluid droplet radius, about 4%, about 3%, about 2%, at less than about 1% or about 0.1%. 一部の実施形態では、これが、非常に薄い材料層のみで2つの混和性流体が分離およびしたがって安定化されている多相エマルションの形成を可能にする。 In some embodiments, this is, two miscible fluids only in a very thin layer of material enables the formation of multiple emulsions which are separated and thus stabilized.

もちろん、本発明は、薄い外部液滴を含む多相エマルションの形成に限定されず、他の実施形態では、内部液滴が外部液滴の小部分しか占めないこともある。 Of course, the invention is not limited to the formation of multiple emulsions containing thin outer droplets, in other embodiments, also the internal droplets occupies only a small portion of the outer droplet. 一部の実施形態において、内部液滴は、外部液滴の体積の約90%未満、約%80未満、約70%未満、約60%未満、約50%未満、約30%未満、約20%未満または約10%未満を占めることがある。 In some embodiments, the internal droplets, less than about 90% of the volume of external liquid droplets, less than about% 80, less than about 70%, less than about 60%, less than about 50%, less than about 30%, about 20 sometimes the account% or less than about 10%. シェル材料が、例えば、外部流体液滴半径の約10%、約20%、約30%、約40%または約50%以上である場合もある。 Shell material, for example, about 10% of the external fluid droplet radius, about 20%, about 30%, when it is about 40% or about 50% or more.

加えて、一定の実施形態では、前記管路の幾何形状(物理的構成)および/または前記管路を通る流体の流れを制御することにより、生成される液滴の平均断面直径を制御することができる。 In addition, in certain embodiments, by controlling the flow of fluid through the conduit geometry (physical configuration) and / or the conduit of controlling the average cross-sectional diameter of the droplets produced can. 当業者は、例えばレーザー光散乱、顕微鏡検査または他の公知の技術を用いて、複数のまたは一連の液滴の平均断面直径(または他の特徴的寸法)を決定することができるであろう。 Those skilled in the art, for example, laser light scattering, using microscopy or other known techniques, will be able to determine the average cross-sectional diameter of the plurality or series of droplets (or other characteristic dimension). 単一液滴の平均断面直径は、非球形液滴の場合、該非球形液滴と同じ体積を有する完全な球体の直径である。 The average cross-sectional diameter of a single droplet in the case of non-spherical droplet, is the diameter of a perfect sphere having the same volume as the non-spherical droplets. 一部のケースにおいて、1個の液滴(および/または複数のもしくは一連の液滴)の平均断面直径は、例えば、約1mm未満、約500マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約75マイクロメートル未満、約50マイクロメートル未満、約25マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満または約5マイクロメートル未満であり得る。 In some cases, the average cross-sectional diameter of a single droplet (and / or more or a series of droplets) may be, for example, less than about 1 mm, less than about 500 micrometers, less than about 200 micrometers, about 100 micrometers less m, less than about 75 micrometers, less than about 50 micrometers, less than about 25 micrometers, may be less than about 10 micrometers, or less than about 5 micrometers. 一定のケースにおいて、前記平均断面直径は、少なくとも約1マイクロメートル、少なくとも約2マイクロメートル、少なくとも約3マイクロメートル、少なくとも約5マイクロメートル、少なくとも約10マイクロメートル、少なくとも約15マイクロメートルまたは少なくとも約20マイクロメートルであることもある。 In certain cases, the average cross-sectional diameter is at least about 1 micrometer, at least about 2 micrometers, at least about 3 micrometers, at least about 5 micrometers, at least about 10 micrometers, at least about 15 micrometers, or at least about 20 there is also a micro-meters. 一部の実施形態において、複数の液滴の中の少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約99%の液滴は、この段落で概説した任意の範囲内の平均断面直径を有する。 In some embodiments, at least about 50% of the plurality of droplets, at least about 75%, at least about 90%, at least about 95%, or at least about 99% of the droplets, any outlined in this paragraph having an average cross-sectional diameter in the range.

前記液滴は、個々の用途に依存して、実質的に同じ形状および/もしくはサイズ(すなわち「単分散」)のものであることもあり、または異なる形状および/もしくはサイズのものであることもある。 The droplets, depending on the particular application, substantially sometimes the same shape and / or size (i.e., "monodisperse") are of, or different shapes and / or be of sizes is there. 一部のケースでは、前記液滴は、均一な断面直径分布を有し得る。 In some cases, the droplets may have a uniform cross-sectional diameter distribution. すなわち、前記液滴は、該液滴の約10%、約5%、約3%、約1%、約0.03%または約0.01%以下が、該液滴の平均断面直径と約10%、約5%、約3%、約1%、約0.03%または約0.01%より大きく異なる平均直径を有するような、断面直径分布を有し得る。 That is, the droplets are about 10% of the droplets, from about 5% to about 3%, about 1%, about 0.03% or about 0.01% or less, the average cross-sectional diameter and about 10% of the droplets, about 5%, about 3%, about 1%, such as those having significantly different mean diameters greater than about 0.03% or about 0.01%, can have a cross-sectional diameter distribution. 液滴の均一な断面直径分布を生じさせるための一部の技法は、参照により本明細書に援用されている、Linkらにより2004年4月9日に出願され、2004年10月28日にWO 2004/091763として発行された「Formation and Control of Fluidic Species」と題する国際特許出願番号PCT/US2004/010903に、ならびに下記するおよび/または参照により本明細書に援用されている他の参考文献に開示されている。 Some techniques for producing a uniform cross-sectional diameter distribution of the droplets, reference is incorporated herein by by Link et al., Filed Apr. 9, 2004, on October 28, 2004 International Patent application No. PCT / US2004 / 010 903, entitled published as WO 2004/091763 "Formation and Control of Fluidic Species," as well as other references are incorporated herein by following to and / or reference It has been disclosed.

一部のケースにおいて、例えば、(外部液滴流体260を含有する)外部液滴が(内部液滴流体250を含有する)内部液滴と同じ速度で形成されるとき、内部液滴数と外部液滴数間には1対1対応が存在し得る;例えば、一部の実施形態では、各々の内部液滴が外部液滴によって包囲されており、各々の外部液滴が内部流体の単一の内部液滴を含有する。 In some cases, for example, (containing external liquid droplet fluid 260) external droplets (containing an internal droplet fluid 250) when formed at the same rate as the internal droplets, the internal number of droplets and the outside between the droplet number one-to-one correspondence may exist; for example, in some embodiments, the internal droplets of each is surrounded by an external droplet, a single respective external droplets of internal fluid containing an internal droplets. 他の実施形態では、内部液滴数と外部液滴数の種々の比が存在し得る。 In other embodiments, different ratios of the number of internal droplets and external number of droplets may be present. 一部の実施形態では、生成される実質的にすべての多相エマルション液滴が二相エマルション液滴である。 In some embodiments, substantially all of the multiple emulsion droplets to be generated is a two-phase emulsion droplets.

本発明の一部の実施形態では、多相エマルションの少なくとも一部分、例えば外部流体および/または内部流体、を凝固させて粒子を形成することができる。 In some embodiments of the present invention, at least a portion of a multiple emulsion, for example, external fluid and / or internal fluid, solidifying the can to form particles. 任意の適する方法を用いて流体を凝固させることができる。 It is possible to solidify the fluid using any suitable method. 例えば、一部の実施形態では、流体を例えば乾燥させて、ゲル化させて、および/もしくは重合して、ならびに/または別様に凝固させて、例えば固体または少なくとも半固体を形成することができる。 For example, in some embodiments, a fluid, for example, dried and gelled, and / or polymerize, and / or solidifying to otherwise, can be formed, for example a solid or at least semi-solid . 形成される固体は、一部の実施形態では硬質であるが、他のケースでは、該固体は、弾性、ゴム状、変形可能などであり得る。 Solid formed is in some embodiments a rigid, in other cases, the solid is elastic, rubbery, it may be deformable such. 一部のケースでは、例えば、外部流体を凝固させて、流体および/または薬剤を含有する内部を少なくとも部分的に含有する固体シェルを形成することができる。 In some cases, for example, it can be formed by solidifying the external fluid, a solid shell at least partially containing an internal containing fluids and / or drugs. 流体液滴の少なくとも一部分を凝固することができる任意の技法を用いることができる。 It is possible to use any technique that is capable of solidifying at least a portion of the fluid droplets. 例えば、一部の実施形態では、流体液滴内の流体を除去して、固体シェルを形成できる材料(例えば、ポリマー)を残してもよい。 For example, in some embodiments, to remove the liquid in the liquid-liquid droplet, the material capable of forming a solid shell (e.g., polymer) may leave. 他の実施形態では、流体液滴を、該流体液滴内の流体の融点またはガラス転移温度より下の温度に冷却してもよく、前記流体液滴の少なくとも一部分を凝固させる化学反応(例えば、重合反応、固体生成物を生成する二液間の反応など)を誘導してもよく、またはこれらに類するものであってよい。 In another embodiment, the fluid droplets may be cooled below the melting point or glass transition temperature of the fluid in the fluid droplets of a temperature below the chemical reaction to coagulate at least a portion of the fluid droplets (e.g., the polymerization reaction, like the reaction between two liquids to produce a solid product) may be induced, or may be those similar thereto. 他の例としては、pH応答性または分子認識性ポリマー、例えば、一定のpHにまたは一定の化学種に曝露するとゲル化する材料が挙げられる。 As another example, pH-responsive or molecular recognition polymers, for example, a material which gels when exposed to or certain chemical species to a constant pH is.

一部の実施形態では、流体液滴の温度を上昇させることによって流体液滴を凝固させる。 In some embodiments, coagulating fluid droplets by raising the temperature of the fluid droplets. 例えば、温度上昇は、流体液滴から(例えば、外部流体液滴内の)材料を追い出し、固体を形成する別の材料を残すことができる。 For example, temperature rise, the fluidic droplet (e.g., an external fluid in the droplet) expel material, it can leave another material to form a solid. 例えば、図2に示す実施形態において、流体260(およびしたがって、外部液滴280)は、液体(例えば、疎水性の液体)に懸濁しているポリマーを含有することがある。 For example, in the embodiment shown in FIG. 2, the fluid 260 (and therefore external droplets 280), a liquid (e.g., hydrophobic liquid) may contain a polymer that is suspended in. 流体260中の前記液体を、外部液滴280から、該液滴を加熱することによって除去し、(内部液滴流体250を含有する)液滴285を包囲する凝固ポリマーシェルを残すことができる。 The liquid in the fluid 260, the external droplets 280, were removed by heating the droplets can leave (containing an internal droplet fluid 250) coagulated polymer shell surrounding the droplets 285.

したがって、外部液滴を凝固させて、例えば、本明細書の他の箇所に記載するような標的媒体への送達のための1つ以上の流体および/または試薬を封入する固体シェルを形成することができる。 Thus, by coagulating the outer droplet, for example, to form a solid shell encapsulating the one or more fluid and / or reagents for delivery to target medium as described elsewhere herein can. 例えば、図2では、下で詳細に説明する、図1A〜1Dに記載の粒子に類似した粒子を、液滴280および流体250を硬化させることによって形成することができる。 For example, in FIG. 2, described in detail below, a similar particle particle according to FIG. 1A to 1D, can be formed by curing the droplet 280 and the fluid 250. かかる粒子を使用して、本明細書の他の箇所に記載するような標的媒体に流体250中の薬剤を送達することができる。 Using such particles, you are possible to deliver the drug in the fluid 250 to a target medium as described elsewhere herein.

一部の実施形態では、多相エマルション液滴を乾燥させる温度を制御することが望ましいこともある。 In some embodiments, it may be desirable to control the temperature for drying the multiple emulsion droplets. 例えば、多相エマルションを乾燥させることによってシェルを形成する一部のかかる実施形態において、乾燥温度を制御することで、乾燥工程中に破断しないように確実にシェルを構成することができる。 For example, in some such embodiments forming the shell by drying the multiple emulsion, by controlling the drying temperature, it is possible to constitute a reliable shell so as not to break during the drying process. 一部の実施形態では、前記多相エマルションを約25℃と約100℃の間、約40℃と約80℃の間、約50℃と約70℃の間、約55℃と約65℃の間の温度で乾燥させることがある。 In some embodiments, during the multiple emulsion to about 25 ° C. and about 100 ° C., between about 40 ° C. and about 80 ° C., between about 50 ° C. and about 70 ° C., about 55 ° C. and about 65 ° C. it is dried at a temperature between. 一部の実施形態では、前記多相エマルションを乾燥前に(または一部のケースでは乾燥後に)トルエンおよび水をはじめとする(しかしこれらに限定されない)様々な適する溶剤を使用して洗浄することがある。 In some embodiments, the (after drying or in some cases) multiphase emulsion before drying including toluene and water (but not limited to) be washed using a variety of suitable solvents there is. 例えば、1セットの実施形態では、粒子を形成した後に、それらの粒子を含有するキャリア流体を、除去することがあり、および/または該キャリア流体と同じであってもよいし、なくてもよいビヒクル(例えば標的媒体への送達用のビヒクル)で置換することがある。 For example, in one set of embodiments, after forming the particles, the carrier fluid containing the particles, may be removed, and / or may be the same as the carrier fluid, may be omitted it may be replaced with vehicle (e.g. vehicle for delivery to target medium).

図2および関連説明が単に例示に過ぎず、他の多相エマルション(例えば、異なる液滴数、入れ子レベルなどを有するもの)および他のシステムも本発明の様々な実施形態の中で企図されることに留意しなければならない。 2 and the related description is not illustrative only, are contemplated in various embodiments other multiple emulsion (e.g., different number of drops, those having such nesting level) and other systems present invention It must be especially noted. 例えば、図2におけるデイバスを、他の流れ配置および/または追加の同心円管を備えるように構成して、例えば、より高次入れ子状の液滴を生成することができる。 For example, the Deibasu in Figure 2, and configured with other flow arrangements and / or additional concentric tubes, for example, it is possible to generate a higher order nested droplets. 一定の実施形態では、第四、第五、第六などの流体を供給することにより、液滴の中にますます複雑な液滴を生成することができる。 In certain embodiments, fourth, fifth, by supplying a fluid such as the sixth, it is possible to produce increasingly complex droplets within the droplet. 本発明の一定の実施形態において、これらの流体の一部は同じであることがある(例えば、第一の流体は第三の流体と同じ組成を有することがある、第二の流体は第四の流体と同じ組成を有することがある、など)。 In certain embodiments of the present invention, may be some of these fluids are the same (e.g., the first fluid may have the same composition as the third fluid, the second fluid fourth it may have the same composition as the fluid, etc.).

一例として、図3は、三相エマルションを形成するシステム300の例示的略図を含む。 As an example, FIG. 3 includes exemplary schematic of a system 300 for forming a three-phase emulsion. 図3において、システム300は、外側管路310、内側管路(または注入管)320、および第二の内側管路(または回収管)330を備えている。 3, system 300 includes an outer pipe 310, inner pipe (or injection tube) 320, and a second inner conduit (or collection tube) 330. 第一の内側管路320は、外側管路310に通じる出口開口部325を備えており、第二の内側管路330は、外側管路310内に開口している入口開口部335を備えている。 The first inner conduit 320 is provided with an outlet opening 325 leading to the outer pipe 310, a second inner conduit 330 includes an inlet opening 335 which is open to the outside conduit 310 there.

図3に示されているように、内部流体350は、左から右方向に、管路320を通って出口開口部325から出て管路310へと流れる。 As shown in FIG. 3, internal fluid 350, from left to right, flows into the conduit 310 out of the outlet opening 325 through line 320. 加えて、流体360が図示されており、これは、管路310を通って左から右方向に内部流体350および管路320の外側を流れる。 In addition, the fluid 360 is illustrated, which flows outside the internal fluid 350 and line 320 from left to right through line 310. 管路330の入口開口部335付近で、流体360は流体350を包囲して、三相エマルションの第一の入れ子を形成する。 In the vicinity of the inlet opening 335 of the conduit 330, the fluid 360 surrounds the fluid 350 to form a first nested three-phase emulsion. 流体370が図示されており、これは、右側から管路310に入り、右から左方向に流れる。 Fluid 370 is illustrated, which enters the pipe 310 from the right side, it flows from right to left. 流体360と接触すると、流体370は方向を逆転させ、管路330の入口開口部335付近で流体350および360を包囲して、三相エマルションの第二の入れ子を形成する。 Upon contact with the fluid 360, the fluid 370 to reverse direction, it surrounds the fluid 350 and 360 near the inlet opening 335 of the conduit 330, to form a second nested three-phase emulsion. 流体380が図示されており、これは、右側から管路310に入り、右から左方向に流れる。 Fluid 380 is illustrated, which enters the pipe 310 from the right side, it flows from right to left. 流体370および380は、コア−シーズ型流れ配置のシーズを流体370が形成し、コアを流体380が形成するように配置されている。 Fluid 370 and 380, core - the seeds of the sheathed-type flow arrangement fluid 370 is formed, and the core is disposed so that the fluid 380 is formed. 管路330の入口開口部335に到達すると、流体380は方向を変え、流体350、360および370を包囲して、三相エマルションの第三の入れ子を形成する。 Upon reaching the inlet opening 335 of the conduit 330, the fluid 380 changes direction, surrounds the fluid 350, 360 and 370, to form a third nested three-phase emulsion.

図4は、四相エマルションを形成するシステム400の例示的略図を含む。 4 includes an exemplary schematic of a system 400 for forming a four-phase emulsion. 図4における管路の配置は、図3における配置に類似しており、外側管路410、第一の内側管路(または注入管)420、および第二の内側管路(または回収管)430を備えている。 Arranged in line in FIG. 4 is similar to the arrangement in FIG. 3, the outer pipe 410, a first inner conduit (or injection tube) 420, and a second inner conduit (or collection tube) 430 It is equipped with a. 第一の内側管路420は、外側管路410に通じる出口開口部425を備えており、第二の内側管路430は、外側管路410内に開口している入口開口部435を備えている。 The first inner conduit 420 is provided with an outlet opening 425 leading to the outer pipe 410, a second inner conduit 430 includes an inlet opening 435 which opens into the outer pipe 410 there.

図4に示されているように、内部流体450は、左から右方向に、管路420を通って出口開口部425から出て管路410へと流れる。 As shown in FIG. 4, the internal fluid 450, from left to right, flows into the conduit 410 out of the outlet opening 425 through line 420. 加えて、流体460が図示されており、これは、管路410を通って左から右方向に内部流体450および管路420の外側を流れる。 In addition, the fluid 460 is illustrated, which flows outside the internal fluid 450 and line 420 from left to right through line 410. 流体465が図示されており、これは、流体460を包囲しながら管路410を通って左から右方向に流れる。 Fluid 465 is illustrated, which flows from left to right through line 410 while surrounding the fluid 460. 流体470が図示されており、これは、右側から管路410に入り、右から左方向に流れる。 Fluid 470 is illustrated, which enters the pipe 410 from the right side, it flows from right to left. 流体465と接触すると、流体470は方向を逆転させ、管路430の入口開口部435のほうに流れていく。 Upon contact with the fluid 465, the fluid 470 to reverse direction, it flows towards the inlet opening 435 of the conduit 430. 流体480が図示されており、これは、右側から管路410に入り、右から左方向に流れる。 Fluid 480 is illustrated, which enters the pipe 410 from the right side, it flows from right to left. 流体470および480は、コア−シーズ型流れ配置のシーズを流体470が形成し、コアを流体480が形成するように配置されている。 Fluid 470 and 480, core - the seeds of the sheathed-type flow arrangement fluid 470 is formed, and the core is disposed so that the fluid 480 is formed. 管路430の入口開口部435に到達すると、流体480は方向を変える。 Upon reaching the inlet opening 435 of the conduit 430, the fluid 480 changes direction. 管路430の入口開口部435付近で、流体460が流体450を包囲して第一の入れ子を形成し;流体465が流体450および460を包囲して第二の入れ子を形成し;流体470が流体450、460および465を包囲し;そして流体480が流体450、460、465および570を包囲して、四相エマルションの第四の入れ子を形成する。 In the vicinity of the inlet opening 435 of the conduit 430, the fluid 460 to form a first nest surrounds the fluid 450; fluid 465 to form a second nest surrounds the fluid 450 and 460; fluid 470 the fluid 450, 460 and 465 surround; and fluid 480 surrounds the fluid 450,460,465 and 570, to form a fourth nesting four phase emulsion.

2つより多くの入れ子を備えている多相エマルション(例えば、三相エマルション、四相エマルションなど)は、二相エマルションに関して本明細書の他の箇所に記載する任意の特性を有し得る。 Multiple emulsion which comprises more than two nested (e.g., three-phase emulsion, such as four-phase emulsion) may have any properties described elsewhere herein with respect to two-phase emulsions. 例えば、各入れ子が各液滴を含むように、前記流体の流量を制御することができる。 For example, it is possible to each nested to include each droplet, to control the flow rate of the fluid. かかる実施形態において、多相エマルションは、多数の外部流体の多数の相によって包囲されているコア流体を含む。 In such embodiments, multiple emulsions includes a core fluid that is surrounded by a number of phases of a number of external fluid. かかる多相エマルション中の各液滴は、本明細書の他の箇所に記載する任意の特性(例えば、厚み、厚みの変動(またはその欠如)、断面直径など)を有し得る。 Each droplet of such multiphase emulsions may have any properties described elsewhere herein (e.g., thickness, thickness variation (or lack thereof), etc. cross-sectional diameter). 例えば、図4に示す実施形態において、四相エマルション中の流体460、465および470によって形成される任意のシェルは、本明細書の他の箇所に記載する任意の厚みおよび/または厚みの変動を有し得る。 For example, in the embodiment shown in FIG. 4, any shell formed by the fluid 460, 465 and 470 of the four-phase emulsion, a variation of any thickness and / or thickness as described elsewhere herein It may have. もう1つの例として、図3および4において(またはさらなる入れ子を含む他の実施形態において)形成される四相エマルションは、本明細書の他の箇所に記載する任意の断面直径および/または断面直径分布を有し得る。 As another example, (in other embodiments involving or further nested) 3 and 4 four-phase emulsion formed can be any cross-sectional diameter and / or cross-section diameter as described elsewhere herein distribution may have.

各入れ子レベルで単一の液滴を含有する多相エマルションを説明したが、本発明がそのように限定されないこと、および一部の実施形態では1つ以上の入れ子レベルが1つより多くの液滴を含有することは理解されるはずである。 Having described the multiple emulsion containing a single droplet in each nesting level, that the invention is not so limited, and one or more nesting levels more than one liquid in some embodiments to contain drops should be understood. 例えば、一部の実施形態において、内部流体は、中間流体中で複数の液滴を形成し、該中間流体は、外部流体の薄層によって包囲されており、そしてまた該外部流体の層は、キャリア流体によって包囲されている。 For example, in some embodiments, the internal fluid to form a plurality of droplets in the middle fluid, the intermediate fluid is surrounded by a thin layer of an external fluid, and also a layer of the external fluid, It is surrounded by a carrier fluid. 一部のかかる実施形態は、図13Cに示す。 Some such embodiments, shown in Figure 13C. 一部の実施形態において、前記外部流体は、中間流体を包囲し、該中間流体は、複数の外部流体を包囲し、該外部流体の各々が、キャリア流体中の複数の最内部流体の周囲に流体の薄層を形成する。 In some embodiments, the external fluid, and surrounds the intermediate fluid, the intermediate fluid, surrounds a plurality of external fluid, each of the external fluid, around a plurality of innermost fluid carrier fluid forming a thin layer of fluid. 多相エマルションを形成するために使用する流体の相対流量を制御することにより、該多相エマルションの任意の入れ子レベル内で複数の液滴を形成することができる。 By controlling the relative flow rates of the fluid used to form a multiple emulsion, it is possible to form a plurality of droplets in any nesting level of the multi-phase emulsion.

多数の液滴が所与の入れ子レベル、例えば、多相エマルション液滴の所与の入れ子レベル内に存在する一部のケースでは、そのレベルの流体液滴の各々が、それらの中に実質的に同数の内部流体液滴を含有することがある;例えば、前記液滴の実質的にすべてが、それらの中に実質的に同数の液滴を含有することがある。 Numerous droplets given nesting level, for example, in some cases present in the given nesting level of multiple emulsion droplets, each of the fluid droplet that level, substantially in their which may contain an internal fluid droplets equal in number to; for example, substantially all of the droplets is substantially may contain the same number of droplets therein. 液滴が、(多相エマルション液滴の任意の部分において)実質的に同一であるように見えるまたはそれらの中に実質的に同数の液滴を含有するように見える場合でさえ、それらの液滴のすべてが必ずしも完全に同一であるとは限らないであろうということは、理解されるはずである。 Droplets, even if it appears to contain substantially the same number of droplets in visible or their as is (in any part of the multiple emulsion droplets) at substantially the same, their liquid that all drops will not necessarily be completely identical, it should be understood. 一部のケースでは、周囲液滴に含有される液滴の数および/またはサイズに小変動があることがある。 In some cases, there may be small variations in the number and / or size of the droplets contained in the surrounding droplets. したがって、一部のケースでは、複数の液滴の少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約92%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%が、各々、それらの中に同数の液滴を含有し得る。 Thus, in some cases, at least about 75% of the plurality of droplets, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 92%, at least about 94%, at least about 95%, at least about 96%, at least about 97%, at least about 98%, or at least about 99%, respectively, may contain the same number of droplets therein.

多相エマルション液滴の生成率を液滴形成頻度によって決定することができ、該頻度は、多くの条件下、おおよそ1Hzと5000Hzの間で様々であり得る。 The production rate of the multiphase emulsion droplets can be determined by the droplet formation frequency, 該頻 degree, under many conditions, may be roughly vary between 1Hz and 5000 Hz. 一部のケースでは、液滴生成率は、少なくとも約1Hz、少なくとも約10Hz、少なくとも約100Hz、少なくとも約200Hz、少なくとも約300Hz、少なくとも約500Hz、少なくとも約750Hz、少なくとも約1,000Hz、少なくとも約2,000Hz、少なくとも約3,000Hz、少なくとも約4,000Hzまたは少なくとも約5,000Hzであり得る。 In some cases, the droplet generation rate is at least about 1 Hz, at least about 10 Hz, at least about 100 Hz, at least about 200 Hz, at least about 300 Hz, at least about 500 Hz, at least about 750 Hz, at least about 1,000 Hz, at least about 2,000 Hz, at least about 3,000 Hz, can be at least about 4,000Hz, or at least about 5,000 Hz.

一部の事例では、大量のエマルションの生成を、本明細書に記載するものなどの多数のデバイスの並行使用によって助長することができる。 In some cases, the production of large amounts of the emulsion, can be facilitated by concurrent use of many devices, such as those described herein. 一部のケースでは、比較的多数のデバイスを並行して使用することができ、例えば、少なくとも約10デバイス、少なくとも約30デバイス、少なくとも約50デバイス、少なくとも約75デバイス、少なくとも約100デバイス、少なくとも約200デバイス、少なくとも約300デバイス、少なくとも約500デバイス、少なくとも約750デバイスまたは少なくとも約1,000デバイス以上を並行して動作させることがある。 In some cases, it can be used in parallel a relatively large number of devices, for example, at least about 10 devices, at least about 30 devices, at least about 50 devices, at least about 75 devices, at least about 100 devices, at least about 200 devices, at least about 300 devices, at least about 500 devices, which may be operated in parallel or at least about 750 devices, or at least about 1,000 devices. 前記デバイスは、種々の管路(例えば、同心円状管路)、開口部、マイクロ流体などを具備し得る。 The device, various conduits (e.g., concentric conduit), the openings may comprise a like microfluidic. 一部のケースでは、一連のかかるデバイスを、該デバイスを水平におよび/または垂直に積み重ねることによって形成することができる。 In some cases, a series of such devices can be formed by stacking the devices horizontally and / or vertically. それらのデバイスを共通制御することができ、または別々に制御することができ、および用途に依存して共通のまたは別々の様々な流体源を備えさせることができる。 Those devices can be common control, or separately can be controlled, and depending on the application can be provided with a common or separate different fluid sources.

本明細書に記載するシステムおよび方法を複数の用途に用いることができる。 It is capable of employing the system and method described herein for multiple purposes. 例えば、本明細書に記載する粒子および多相エマルションが有用であり得る分野としては、食品、飲料、健康および美容補助製品、塗料およびコーティング、化学的分離、ならびに薬物および薬物送達が挙げられるが、これらに限定されない。 For example, areas where particles and multiple emulsions described herein can be useful, food, beverages, health and beauty aid products, paints and coatings, chemical separation, as well as drugs and drug delivery may be mentioned, but it is not limited to these. 例えば、正確な量の流体、薬物、医薬または他の薬剤を、特定の条件下でその内容物を放出するように設計されたシェルに含めることができる。 For example, it can be included in precise amounts of fluid, drug, pharmaceutical or other agent, designed to release its contents under certain conditions shell. 一部の事例では、細胞を液滴内に含め、それらの細胞を保管することができ、および/または例えば、標的媒体、例えば被験体内の標的媒体に送達することができる。 In some cases, the cells included in the droplet, the cells can store, and / or, for example, can be delivered to the target medium, for example, a subject of the target medium. 粒子内に含めて標的媒体に送達することができる他の薬剤としては、例えば、生化学種、例えば核酸、例えばsiRNA、RNAiおよびDNA、タンパク質、ペプチドまたは酵素が挙げられる。 Other agents that can be delivered to the target medium included in the particle, for example, biochemical species, such as nucleic acids, for example siRNA, RNAi and DNA, protein, and a peptide or enzyme. エマルション中に含めることができるさらなる薬剤としては、コロイド状粒子、磁性粒子、ナノ粒子、量子ドット、芳香剤、タンパク質、指示薬、色素、蛍光種、化学薬品またはこれらに類するものが挙げられるが、それらに限定されない。 Additional agents can be included in the emulsion, colloidal particles, magnetic particles, nanoparticles, quantum dots, fragrances, proteins, indicators, dyes, fluorescent species, chemicals or but are not limited to, those similar thereto, they but it is not limited to. 前記標的媒体は、任意の適する媒体、例えば水、食塩水、水性媒体、疎水性媒体またはこれらに類するものであり得る。 The target medium can be one that like any suitable medium, such as water, saline, aqueous media, the hydrophobic medium or these.

1つの特定のセットの実施形態では、本明細書に記載する多相エマルション技術を用いて、薄いシェルを含む粒子を形成することができる。 One embodiment of a particular set, it is possible to use a multiple emulsion technology described herein, to form particles comprising a thin shell. 一部の実施形態では、非限定的実例として、1つ以上の粒子を用いて粒子および/または薬剤を標的媒体、例えば炭化水素、原油、石油または他の媒体、に送達することができる。 In some embodiments, non-limiting examples, it is possible to deliver one or more particles and / or agent using a particle target medium, for example a hydrocarbon, crude oil, petroleum or other medium, to. 一部のケースにおいて、前記粒子の少なくとも一部は、流体および/または薬剤を含有する内部を少なくとも部分的に含有する、固体部分またはシェルを含み得る。 In some cases, at least a portion of said particles at least partially containing an internal containing fluids and / or drugs, may include a solid portion or shell. 前記粒子のシェルはポリマーを含む場合があり、一部のケースでは、前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、標的媒体に少なくとも部分的に可溶性である。 Shell of said particles may contain polymer, in some cases, substantially all of the polymer in the shell is at least partially soluble in the target medium. 前記粒子を構成するキャリア流体を、該粒子を標的媒体と接触させるために使用するビヒクルとして使用することができ、および/または前記キャリア流体を、本明細書の他の箇所に記載するような適するビヒクルによって置換することができる。 The carrier fluid constituting the particles, the particles to be used as a vehicle to be used for contacting with the target medium, and / or the carrier fluid, suitable as described elsewhere herein it can be substituted depending on the vehicle. 前記粒子が前記標的媒体と接触するとき、該粒子のシェルの少なくとも一部分が分断され得るので、該粒子内の流体および/または薬剤の少なくとも一部は、該粒子から該標的媒体へと排出されるまたは別様に輸送される。 When the particles are in contact with the target medium, at least a portion of the particles of the shell can be divided, at least a portion of the fluid and / or medication in the particles, is discharged to the target medium from the particles or it is transported to another like. もちろん、前記粒子を、例えば本明細書において論ずるような、他の用途にも使用できることは理解されるはずである。 Of course, the particles, such as discussed herein, it should be understood that can be used in other applications.

一部の実施形態では、本発明の粒子を比較的高い絶対圧に耐えるように構成する。 In some embodiments, it is configured to withstand the particles of the present invention to a relatively high absolute pressures.

図1A〜1Dは、本発明の一部の実施形態に従って、流体112および/または薬剤114を標的媒体116(例えば、原油、炭化水素などのような油を含有する媒体)に送達するための粒子100の使用を示す例示的概略図である。 FIG 1A~1D, according to some embodiments of the present invention, the fluid 112 and / or drug 114 target medium 116 (e.g., crude oil, oil medium containing, such as hydrocarbons) particles for delivery to it is an exemplary schematic diagram illustrating the use of 100. 粒子100を、例えば、ビヒクル105に懸濁させることができる。 The particles 100, for example, can be suspended in the vehicle 105. これらの図において、粒子100は、流体112を部分的にまたは完全に包囲するシェル110を備えている。 In these drawings, the particles 100 comprises a shell 110 which partially or completely surrounds the fluid 112. この例に示すように、流体112は、薬剤114、例えば、本明細書において論ずるような界面活性剤または他の薬剤を含有するが、他のケースでは、いずれの薬剤も存在しないことがある。 As shown in this example, the fluid 112, the agent 114, such as, but contains a surfactant or other agents, such as discussed herein, in other cases, either agent may also not be present. 一部の実施形態において、シェル110は、任意の適する材料を部分的にまたは完全に包囲することができる。 In some embodiments, the shell 110, any suitable material can be partially or completely enclosed. 前記材料は、例えば、固体または半固体、薬剤などであり得る。 The material, e.g., solid or semi-solid, and the like agents. また、一部のケースでは、1つより多くの材料が存在することもある。 Further, in some cases, sometimes more than one material is present.

シェル110は、1つ以上のポリマー、例えば、ポリスチレン、ポリカプロラクトン、ポリイソプレン、ポリ(乳酸)およびこれらに類するものを含むことがある。 Shell 110 may include one or more polymers, for example, comprise polystyrene, polycaprolactone, polyisoprene, poly (lactic acid) and the like. 例えば、外部流体中のポリマーの液滴の懸濁液から液体を除去して、凝固したポリマーシェルを残すことにより、シェル110を形成することができる。 For example, by removing the liquid from a suspension of droplets of polymer in the external fluid, leaving the coagulated polymer shell, it can be formed shell 110. この例を下で論ずる。 We discussed this example in below.

ビヒクル105は、粒子100を標的媒体116に送達するために構成された任意の適する流体を含み得る。 Vehicle 105 may include any suitable fluid that is configured to deliver particles 100 to the target medium 116. 一部の実施形態において(例えば、標的媒体116が原油および/または他の炭化水素を含有するケースでは)、ビヒクル105は親水性(例えば、水性ビヒクル)である。 In some embodiments (e.g., in the case where the target medium 116 contains crude oil and / or other hydrocarbons), vehicle 105 is hydrophilic (e.g., aqueous vehicle).

一部の実施形態において、シェルが媒体(例えば、図1Aにおける媒体116)に接触するように、ビヒクル105に含有されている粒子100が媒体116(例えば、油を含有する媒体)に曝露されると、シェル100の少なくとも一部分が分断される。 In some embodiments, the shell is exposed to the medium (e.g., medium 116 in FIG. 1A) so as to be in contact with, the particles 100 contained in the vehicle 105 medium 116 (e.g., media containing oil) and, at least a portion of the shell 100 is divided. 例えば、シェル110が、油を含有する媒体116と接触したとき、シェル110の少なくとも一部分が媒体116に溶解し、その結果、シェル110の分断が生ずるように、シェル110内のポリマーを油に(例えば、原油)に少なくとも部分的に可溶性であるように構成することができる。 For example, the shell 110, when in contact with medium 116 containing oil, at least a portion of the shell 110 is dissolved in the medium 116, as a result, as disruption of the shell 110 occurs, the polymer in the shell 110 to the oil ( for example, it can be configured to be at least partially soluble in oil). 原油などの油ではなく(または油に加えて)、本明細書において論ずるような炭化水素などに少なくとも部分的に可溶性であるように、前記ポリマーを構成することもできる。 Rather than oil, such as crude oil (or in addition to the oil), to be at least partially soluble in such hydrocarbons, such as discussed herein, it is also possible to configure the polymer. 一部のケースでは、分断の結果として、穴が形成する(一部のケースでは大きくなる)ことがあり、またはシェル110がひび割れること、断片化すること、変形されることなどがある。 In some cases, as a result of the division, (increases in some cases) with a hole formed that has, or shell 110 is cracking that, fragmenting, and the like can be deformed. 一部の実施形態において、シェル110によって含有される流体112および/または薬剤114は、例えばシェル110の分断の結果として、油を含有する媒体116に少なくとも部分的に曝露され得る。 In some embodiments, the fluid 112 and / or agent 114 is contained by the shell 110, for example as a result of the division of the shell 110 may be at least partially exposed to the medium 116 containing oil.

図1B~1Dは、粒子100のシェル110を分断して、粒子110がその中に含有する流体112および/または薬剤114を放出するように誘導する例示的工程を示す略図を含む。 Figure 1B ~ 1D includes a schematic diagram illustrating an exemplary process for inducing to emit by dividing the shell 110 of the particles 100, the fluid 112 and / or agent 114 particles 110 contained therein. しかし、この論考は、単なる例としてのものに過ぎず、シェル110の分断の限定説明であることを意図したものではないことは、理解されるはずである。 However, this discussion is merely by way of example only, it is not intended to be limiting description of disruption of the shell 110 should be understood. 図1Bにおいて、ビヒクル105内に含有されている粒子100のシェル110は、媒体116と接触している。 1B, the shell 110 of particles 100 that are contained within the vehicle 105 is in contact with the medium 116. 媒体116と接触すると、図1Cに図示されているようにシェル110の部分118は溶解する。 Upon contact with the medium 116, the portion 118 of the shell 110 as illustrated in FIG. 1C dissolves. 一部の実施形態では、部分118が溶解した後、図1Dに図示されているように、流体112および/または薬剤114の一部またはすべてがシェル110から外に輸送されて媒体116に曝露される。 In some embodiments, after the portion 118 is dissolved, as shown in FIG. 1D, a portion of the fluid 112 and / or agents 114 or all are exposed to the medium 116 is transported out from the shell 110 that. 輸送は、例えば対流、拡散、浸透、電気的ドリフトなどにより得る。 Transport obtain, for example convection, diffusion, osmosis, and the like electrical drift. 一部の実施形態において、シェル110は、その内容物(例えば、流体112および/または薬剤114)が放出されると収縮する。 In some embodiments, the shell 110, its contents (e.g., fluid 112 and / or agents 114) is contracted to be released. 例えば、図1Dにおけるシェル110は、シェル110のかかる収縮を表すために図1Cにおけるシェル110より小さく描かれている。 For example, the shell 110 in FIG. 1D is drawn smaller than the shell 110 in FIG. 1C to represent the consuming shell 110 contracted. 加えて、シェル100の内容物(例えば、流体112および/または薬剤114)は、一定の実施形態では、媒体116に指向的に放出され得る。 In addition, the contents of the shell 100 (e.g., fluid 112 and / or agents 114), in certain embodiments, may be directionally released into the medium 116. 例えば、図1Dには、流体112および/または薬剤114が、矢印120の方向にシェル110から放出されたように示されている。 For example, in the FIG. 1D, the fluid 112 and / or agent 114 is shown as emitted from the shell 110 in the direction of arrow 120.

一部の実施形態では、前記シェル中のポリマーの一部またはすべてを、標的媒体(例えば、原油、炭化水素、石油、油などを含有する媒体)に少なくとも部分的に可溶性であるように構成する。 In some embodiments, some or all of the polymer in the shell, the target medium (e.g., oil, hydrocarbons, petroleum, etc. medium containing oil) configured to be at least partially soluble in . ここで用いる材料は、該材料を25℃、1気圧で液体媒体に曝露したとき、該液体媒体が、該材料の質量の少なくとも100倍の質量を有し、および該材料が該液体媒体に進入して、平衡時、該材料のすべてが該液体媒体中に含有され、該材料のいずれの部分も(例えば、沈殿固体または相分離流体のような)分離した巨視的な相を形成しない場合、液体媒体に「可溶性」であるように構成されている。 Material used here, the material 25 ° C., when exposed to the liquid medium at 1 atmosphere, the liquid medium has at least 100 times the mass of the material mass, and said material enters the liquid medium and, if at equilibrium, all of the material is contained in the liquid medium, any part of the material also (for example, such as precipitated solids or phase separation fluid) does not form a separate macroscopic phase, and it is configured to be "soluble" in the liquid medium. ここで用いる「可溶性」が、可溶性材料が媒体に分子レベルで溶解されていること、例えば、一部のケースでは、微細分散懸濁液、分散液エマルションなどが平衡時に形成され得ることを必ずしも必要としないことは、理解されるはずである。 As used herein, "soluble" is the soluble material is dissolved at the molecular level in the medium, for example, in some cases, not always necessary that the finely dispersed suspensions, such as dispersion emulsion can be formed at equilibrium that it does not should be understood. 加えて、上で論じたスクリーニング試験を用いて、材料のすべてではないにせよ一部が液体媒体に可溶性であるとき、材料は「部分的に可溶性」であるように構成されている。 In addition, by using the screening test discussed above, when a part if not all of the material is soluble in a liquid medium, the material is arranged to be "partially soluble". 一定のケースでは、例えば標的媒体が容易に組成定義されないものである場合、該標的媒体を「示す」化学薬品に少なくとも部分的に可溶性であるように前記シェル中のポリマーの1つ以上を構成することができる。 In certain cases, constitute an example when the target medium is one that is not readily composition defined, a target medium "indicate" at least partially one or more of the polymer in the shell to be soluble chemicals be able to. 例えば、一部の実施形態では、原油を示す化学薬品として使用することができるオクタンに少なくとも部分的に可溶性であるように、前記シェル中の1つ以上のポリマーを構成することができる。 For example, in some embodiments, may be to be at least partially soluble in octane which can be used as a chemical indicating the oil, which constitutes one or more polymers in the shell.

一部の実施形態において、前記シェルは、親水性流体、例えば水、アルコールなどに可溶性でないように構成されている1つ以上の材料を含むことがある。 In some embodiments, the shell may include hydrophilic fluid, such as water, one or more materials that are configured to not soluble in such alcohol. 一部の実施形態において、前記材料は、本明細書に記載するものなどの1つ以上のポリマーを含むことがある。 In some embodiments, the materials may include one or more polymers, such as those described herein. 一部の実施形態において、粒子におけるかかるシェル材料の使用は、該粒子が例えば炭化水素、石油、油などと接触する媒体への、該粒子内に含有されている流体および/または薬剤の送達を可能にする。 In some embodiments, the use of such shell materials in the particles, said particles such as hydrocarbons, petroleum, to medium contacting such an oil delivery of fluids and / or medication is contained within said particles to enable.

一例として、水不溶性シェルを含むかつ界面活性剤(または他の適する流体および/もしくは薬剤、例えば本明細書に記載するもの)を含有する複数の粒子を、水または別の適するビヒクルに懸濁させる。 As an example, and a surfactant comprising a water-insoluble shell (or other suitable fluids and / or drugs, ones described herein for example) a plurality of particles containing, suspended in water or another suitable vehicle . この例では、水中の粒子の懸濁液を、油を含有するまたは少なくとも含有すると推測される領域もしくは場所、例えば、油井、地下油層、油の容器(例えば、バイアルまたは樽)、化学工場、製油所などに輸送する、または該領域もしくは場所と別様に接触させる。 In this example, a suspension in water of particles, containing oil or region or location that is presumed at least containing, for example, oil wells, underground oil layer, the oil of the container (e.g., vial or barrel), chemical plants, refineries transport to such place, or is brought into contact with the region or location to another like. この例では、油と接触させる前、前記粒子の水不溶性シェルが実質的に無傷の状態で維持されるように構成されており、それにより、界面活性剤は、該粒子内に含有された状態を確実に維持する。 State In this example, prior to contact with the oil, water insoluble shell of the particles are configured to be maintained substantially intact state, whereby the surfactant is contained within said particles the reliably maintained. 一部の実施形態では、前記粒子のシェルが前記標的媒体に接触すると、前記シェルは分断されて、例えば少なくとも部分的に前記媒体に溶解し、その結果、界面活性剤の少なくとも一部が前記媒体に曝露される。 In some embodiments, the shell of the particles is in contact with the target medium, wherein the shell is divided, for example, by dissolving at least in part on the medium, such that at least part of the medium of the surfactant They are exposed to.

上で述べたように、一部の実施形態において、前記シェルはポリマーを含むことがある。 As noted above, in some embodiments, the shell may comprise a polymer. シェルでの使用に適する例示的ポリマーとしては、ポリスチレン(PS)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリイソプレン(PIP)、ポリ(乳酸)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ならびに/またはこれらのおよび/もしくは他のポリマーの混合物および/もしくはコポリマーが挙げられるが、それらに限定されない。 Exemplary polymers suitable for use in the shell, polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), poly isoprene (PIP), poly (lactic acid), polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, and / or their and / or mixtures of other polymers and / or although copolymers include, but are not limited to.

一部の実施形態において、前記ポリマーは、比較的線状のポリマーを含むことがある。 In some embodiments, the polymer may include a relatively linear polymers. 一般に、線状ポリマーは、高架橋ポリマーより迅速に溶解し、したがって、多くの用途に特に有用である。 In general, the linear polymer, rapidly dissolves more highly cross-linked polymer, therefore, is particularly useful for many applications. 一部の実施形態において、前記線状ポリマーは、実質的に架橋していない(すなわち、前記ポリマーは、ペンダント基が存在することもあるが、他の鎖への化学結合を含まない炭素原子の線状鎖を含む)。 In some embodiments, the linear polymer is substantially uncrosslinked (i.e., the polymer is sometimes pendant groups are present, carbon atoms containing no chemical binding to other chain including a linear chain). 前記線状ポリマーは架橋していないだろうが、前記線状ポリマーが互いに物理的に絡み合っていることがあることは理解されるはずである。 The linear polymer will not crosslinked, but it may be the linear polymer are physically entangled with one another is to be understood.

一部の実施形態において、粒子のシェルのすべてまたは一部は、比較的高いガラス転移温度(T g )を有するポリマーを含むことがある。 In some embodiments, all or a portion of the shell of the particles, it may include a polymer having a relatively high glass transition temperature (T g). 高いガラス転移温度を有するポリマーは、高温および/または高圧での破断または分断に対してより耐性であり、このことが、それらの使用を一部の石油増進回収プロセスなどの一定の高温用途に望ましいものにし得る。 Polymers having a high glass transition temperature, is more resistant to breaking or cutting at high and / or high pressure, this is desirable for their use in certain high-temperature applications, such as part of the enhanced oil recovery process It can be to those. しかし、他の用途では、より低いガラス転移温度を有するポリマーも使用することができる。 However, in other applications, it can also be used a polymer having a lower glass transition temperature. 一部の実施形態において、前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、少なくとも約85℃、少なくとも約100℃、約85℃と約250℃の間、または約85℃と約200℃の間のガラス転移温度を有する。 In some embodiments, substantially all of the polymer in the shell is at least about 85 ° C., at least about 100 ° C., between about 85 ° C. and about 250 ° C. or between about 85 ° C. and about 200 ° C., having a glass transition temperature. 当業者は、例えば示差走査熱分析(DSC:differential scanning calorimetry)を用いることにより、シェルに使用されるポリマーのガラス転移温度を決定することができるだろう。 Those skilled in the art, such as differential scanning calorimetry (DSC: differential scanning calorimetry) by using, will be able to determine the glass transition temperature of the polymer used for the shell. 一般に、DSCは、ポリマーマトリックスがガラス状態からゴム状態になるときの温度としてガラス転移温度を規定する。 In general, DSC defines the glass transition temperature as temperature at which the polymer matrix is ​​rubber state from the glass state. 一般に、比較的長い鎖長を有するポリマーは、比較的小さい鎖移動度ならびに比較的高い強度、靭性およびガラス転移温度を有する。 In general, polymers having a relatively long chain length, relatively small chain mobility and relatively high strength, toughness and having a glass transition temperature. 比較的高いガラス転移温度を有する例示的ポリマーとしては、ポリスチレン(PS)、ポリカプロラクトン(PCL)およびポリイソプレン(PIP)、ならびに/またはこれらのおよび/もしくは他のポリマーの混合物および/もしくはコポリマーが挙げられるが、それらに限定されない。 Exemplary polymers having a relatively high glass transition temperature, polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL) and polyisoprene (PIP), and / or mixtures and / or copolymers of these and / or other polymers like be, but is not limited to them.

前記粒子のシェルに使用されるポリマー材料の分子量も、本発明の一部の実施形態に従って望ましい物理的特性を付与するように選択することができる。 The molecular weight of the polymeric material used for the shell of the particles may also be selected to impart physical properties desired in accordance with some embodiments of the present invention. 例えば、前記標的媒体との接触により前記粒子のシェルの比較的迅速な分断が所望される一定の実施形態では、低い(例えば、約20,000g/mol未満の)重量平均分子量を有するポリマーを利用することができる。 For example, in certain embodiments a relatively rapid cutting is desired shell of the particles by contact with the target medium, utilizing a low (e.g., less than about 20,000 g / mol) polymer having a weight average molecular weight be able to. 前記シェルを比較的ゆっくりと破断することが望ましい一部の実施形態では、比較的高い(例えば、約20,000g/molより高い、例えば、約20,000g/molと約800,000g/molの間の)重量平均分子量を有するポリマーを利用することができる。 In an embodiment of the part it is desired to relatively slowly breaking the shell, a relatively high (e.g., greater than about 20,000 g / mol, e.g., between about 20,000 g / mol and about 800,000 g / mol) it can be used a polymer having a weight average molecular weight.

一部の実施形態では、破断することなく比較的高い圧力の印加に耐えるように前記粒子のシェルを構成する。 In some embodiments, constituting the shell of the particle to withstand the application of relatively high pressure without breaking. 機械的耐性材料、例えばポリスチレン、ポリカプロラクトン、ポリイソプレンおよび/または他の機械的耐性ポリマーもしくは他の材料からシェルを製造することにより、機械的に頑強なシェルを生成することができる。 Mechanical resistance materials, such as polystyrene, polycaprolactone, by producing a shell from polyisoprene and / or other mechanical resistance polymer or other material, it is possible to produce a mechanically robust shell. 一部の実施形態では(例えば、地下油層への送達のために加圧される水または別のビヒクルに粒子を懸濁させる実施形態では)、1つ以上の粒子に(例えば乾燥後に)少なくとも約200kPa、少なくとも約500kPa、少なくとも約750kPa、約100kPaと約1000kPaの間、または約200kPaと約750kPaの間の絶対圧を、破断させることなく、かけることができる。 In some embodiments (e.g., in embodiments of suspending the particles in water or another vehicle is pressurized for delivery to the underground oil layer), (eg, after drying) to one or more particles of at least about 200kPa, at least about 500 kPa, at least about 750 kPa, the absolute pressure of between of between about 100kPa to about 1000kPa or about 200kPa to about 750 kPa,, without breaking, can be applied. 高耐圧性が所望される一部の実施形態をはじめとする、一部の実施形態において、前記シェルに使用される材料は、比較的弾性である。 Including some embodiments that high pressure resistance is desired, in some embodiments, the material used for the shell is relatively elastic. 例えば、一部の実施形態において、前記シェルに使用されるポリマー材料のヤング率は、少なくとも約1MPa、少なくとも約10MPa、少なくとも約100MPaまたは少なくとも約1GPaであり得る。 For example, in some embodiments, the Young's modulus of the polymeric material used for the shell is at least about 1 MPa, at least about 10 MPa, can be at least about 100MPa, or at least about 1 GPa. 一部の実施形態において、前記シェルに使用されるポリマー材料のヤング率は、約10GPa未満、約5GPa未満または約3GPa未満であり得る。 In some embodiments, the Young's modulus of the polymeric material used for the shell is less than about 10 GPa, can be less than about 5GPa or less than about 3 GPa.

様々な薬剤を送達できるように前記粒子を構成することができる。 It is possible to configure the particles to allow delivery of various drugs. 前記薬剤は、流体であることがあり、もしくは固体であることがあり、および/または前記薬剤は、流体に含有されている(例えば、溶解している、懸濁している、など)ことがある。 The drug may be a fluid, or may be a solid, and / or the drug is contained in a fluid (e.g., dissolved, suspended, etc.) is . 一部の実施形態において、前記薬剤は、1つ以上の界面活性剤を含むことがある。 In some embodiments, the agent may include one or more surfactants. 前記界面活性剤を、例えば、油を含有する媒体、または本明細書において論ずるような他の媒体に送達することができる。 The surfactant, for example, can be delivered to another medium, such as discussed medium containing oil or herein. 油を含有する媒体に界面活性剤を送達すると、該界面活性剤は、油−水界面を安定させ、油が水中で微細エマルションを形成するのを防止し、したがって、油を水からより容易に分離させる。 When delivering a surfactant to the medium containing the oil, the surfactant, the oil - water interface to stabilize the oil can be prevented from forming a fine emulsion in water, therefore, more easily the oil from the water to separate. 様々な界面活性剤が前記粒子に含有され得る。 Various surfactants may be included in the particles. 一部の実施形態において、例えば、前記粒子は、イオン性(例えば、カチオン性またはアニオン性)界面活性剤を含有することがある。 In some embodiments, for example, the particles may contain an ionic (e.g., cationic or anionic) surfactants. 使用に適する例示的界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸塩(PFOS)、ペルフルオロブタンスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸エステル、アルキルエーテルリン酸エステル、アルキルカルボン酸塩、脂肪酸塩(石鹸)、ステアリン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシン酸ナトリウム、カルボン酸塩フッ素系界面活性剤、ペルフルオロノナン酸塩、ペルフルオロオクタン酸塩(PFOAもしくはPFO)またはこれらに類するものが挙げられるが、それらに限定されない。 Exemplary surfactants suitable for use, sodium dodecyl sulfate (SDS), ammonium lauryl sulfate, sodium lauryl sulfate, sodium laureth sulfate, dioctyl sodium sulfosuccinate, Perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorobutane sulfonate, alkyl aryl ether phosphate, alkyl ether phosphate, alkyl carboxylates, fatty acid salts (soaps), sodium stearate, sodium lauroyl sarcosinate, carboxylate fluorosurfactant, perfluoro nonanoic acid salt, perfluoro octanoate (PFOA or PFO) or it can be mentioned those similar thereto, but is not limited thereto. 使用に適する例示的カチオン性界面活性剤としては、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド(CTAC)、セチルピリジニウムクロリド(CPC)、ポリエトキシ化獣脂アミン(POEA)、ベンザルコニウムクロリド(BAC)、ベンゼトニウムクロリド(BZT)またはこれらに類するものが挙げられるが、それらに限定されない。 Exemplary cationic surfactants that are suitable for use, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), hexadecyltrimethylammonium bromide, cetyl trimethyl ammonium chloride (CTAC), cetylpyridinium chloride (CPC), polyethoxylated tallow amine (POEA), benzalkonium chloride (BAC), benzethonium chloride (BZT) or it can be mentioned those similar thereto, but is not limited thereto. 一部の実施形態では、非イオン性界面活性剤を使用し、それらとしては、モノオレイン酸ソルビタン(Span 80とも呼ばれる);ポリ(エチレングリコール)−block−ポリ(プロピレングリコール)−block−ポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)−block−ポリ(エチレングリコール)−block−ポリ(プロピレングリコール)(F 108とも呼ばれる);ポリビニルアルコール(PVA);セチルアルコール、ステアリルアルコール;セトステアリルアルコール(例えば、セチルアルコールおよびステアリルアルコールから主として成るもの);オレイルアルコール;ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル(Brij);オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル;ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル;ポリオ In some embodiments, using a non-ionic surfactant, as they, sorbitan monooleate (also known as Span 80); poly (ethylene glycol) -block-poly (propylene glycol) -block-poly ( ethylene glycol), poly (propylene glycol) -block-poly (ethylene glycol) -block-poly (also referred to as propylene glycol) (F 108); polyvinyl alcohol (PVA); cetyl alcohol, stearyl alcohol; cetostearyl alcohol (e.g., cetyl alcohol and mainly of those stearyl alcohol); oleyl alcohol, polyoxyethylene glycol alkyl ether (Brij); octaethylene glycol mono dodecyl ether; pentaethylene glycol monododecyl ether; polio シプロピレングリコールアルキルエーテル;グルコシドアルキルエーテル;デシルグルコシド;ラウリルグルコシド;オクチルグルコシド;ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル;triton X-100;ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル;ノノキシノール−9;グリセロールアルキルエステル;ラウリン酸グリセリル;ポリエチレングリコールソルビタンアルキルエステル;ポリソルベート;ソルビタンアルキルエステル;コカミドMEA;コカミドDEA;ドデシルジメチルアミンオキシド;ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールのブロックコポリマー;Poloxamer;またはこれらに類するものが挙げられるが、それらに限定されない。 Dipropylene glycol alkyl ethers; glucoside alkyl ethers; decyl glucoside; lauryl glucoside; octyl glucoside, polyoxyethylene glycol octylphenol ether; triton X-100, polyoxyethylene glycol alkyl phenol ether; nonoxynol-9; glycerol esters; glyceryl laurate; polyethylene glycol sorbitan alkyl esters; polysorbates; sorbitan alkyl esters; cocamide MEA; cocamide DEA; dodecyl dimethylamine oxide; polyethylene glycol and polypropylene glycol block copolymers; Poloxamer; or it can be mentioned those similar thereto, but is not limited thereto.

一部の実施形態において、イオン性非界面活性剤の使用は、例えば粒子を塩水環境(例えば海水)または他の適するビヒクルに懸濁させる用途では、シェルがより安定性になり得るため、有利である。 In some embodiments, the use of ionic non-surface-active agent, for example, in applications in which the particles are suspended in saline environments (eg sea water) or other suitable vehicles, since the shell can become more stable, advantageous is there. いずれの特定の理論によっても拘束されることを望まないが、塩水中のイオン性界面活性剤の使用は、シェル内部の流体(または他の内容物)とシェル外部の流体の間の浸透圧の平衡をもたらし、この浸透圧の平衡がシェルの安定化に役立つと考えられる。 Without wishing to be bound by any particular theory, the use of ionic surfactant in the salt water of the inner shell fluid (or other content) and the osmotic pressure between the shell external fluid resulted in equilibrium, the equilibrium of the osmotic pressure might be helpful in stabilizing the shell.

前記粒子を任意の適するビヒクル(例えば、図1A〜1Dにおけるビヒクル105)に懸濁させることができる。 Suitable vehicles for the particles optionally (e.g., vehicle 105 in FIG. 1A to 1D) may be suspended in. 一部の実施形態において、前記粒子を懸濁させるビヒクルは、親水性である。 In some embodiments, a vehicle for suspending the particles are hydrophilic. 一例では、ビヒクル105は海水を含み、例えば、海に放出されたおよび/または海面下の油層内に存する原油または他の炭化水素に粒子を送達するためにそれを使用することができる。 In one example, vehicle 105 includes a seawater for example, it can be used to deliver particles into crude oil or other hydrocarbons that exist in the oil layer have been and / or below sea level release into the sea. 適する親水性ビヒクルの例としては、水、アルコール(例えば、ブタノール(例えばn−ブタノール)、イソプロパノール(IPA)、プロパノール(例えば(n−プロパノール)、エタノール、メタノール、グリセリンまたはこれらに類するもの)、食塩水、血液、酸(例えば、ギ酸、酢酸またはこれらに類するもの)、アミン(例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミンまたはこれらに類するもの)、これらの混合物、および/または他の類似の流体が挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、極性プロトン性溶剤(例えば、アルコール、酸、塩基など)を親水性ビヒクルに使用することができる。一部の実施形態では、例えばジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル(MeCN)、ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン Examples of suitable hydrophilic vehicles include water, alcohols (e.g., butanol (e.g. n- butanol), isopropanol (IPA), propanol (e.g., (n- propanol), ethanol, methanol, glycerol or the like to), brine water, blood, acid (e.g., formic acid, acetic acid or the like to), amines (e.g., dimethylamine, diethylamine, or the like to), mixtures thereof, and / or other similar fluids include, but not limited to. in some embodiments, polar protic solvents (e.g., alcohols, acids, bases, etc.) can be used in the hydrophilic vehicle. in some embodiments, for example, dimethyl sulfoxide (DMSO) , acetonitrile (MeCN), dimethylformamide (DMF), acetone またはこれらに類するものをはじめとする極性非プロトン性溶剤を、親水性ビヒクルに使用することができる。本発明が親水性ビヒクルに限定されないことおよび他の実施形態では疎水性ビヒクルを使用できるだろうことは理解されるはずである。 Or polar aprotic solvents, including those similar thereto, can be used in the hydrophilic vehicle. The present invention is by and other embodiments are not limited to hydrophilic vehicle will be using a hydrophobic vehicle it is to be understood.

本明細書に記載する粒子は、任意の適する平均断面直径を有し得る。 Particles described herein may have an average cross-sectional diameter of any suitable. 当業者は、例えばレーザー光散乱、顕微鏡検査または他の公知の技法を用いて、単一の粒子および/または複数の粒子の平均断面直径を決定することができるであろう。 Those skilled in the art, for example, laser light scattering, using microscopy or other known techniques would be able to determine the average cross-sectional diameter of the single particles and / or particles. 単一粒子の平均断面直径は、非球形粒子の場合、該非球形粒子と同じ体積を有する完全な球体の直径である。 The average cross-sectional diameter of a single particle in the case of non-spherical particles, the diameter of a perfect sphere having the same volume as the non-spherical particles. 一部のケースにおいて、1個の粒子(および/または複数のもしくは一連の粒子)の平均断面直径は、例えば、約1mm未満、約500マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約75マイクロメートル未満、約50マイクロメートル未満、約25マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満もしくは約5マイクロメートル未満、または約50マイクロメートルと約1mmの間、約10マイクロメートルと約500マイクロメートルの間もしくは約50マイクロメートルと約100マイクロメートルの間であり得る。 In some cases, the average cross-sectional diameter of one particle (and / or more or a series of particles), for example, less than about 1 mm, less than about 500 micrometers, less than about 200 micrometers, less than about 100 microns , less than about 75 micrometers, less than about 50 micrometers, less than about 25 micrometers, less than about 10 micrometers or less than about 5 micrometers, or between about 50 microns and about 1 mm, about 10 micrometers and about 500 micrometers during the meter or may be between about 50 micrometers and about 100 micrometers. 一定のケースにおいて、前記平均断面直径は、少なくとも約1マイクロメートル、少なくとも約2マイクロメートル、少なくとも約3マイクロメートル、少なくとも約5マイクロメートル、少なくとも約10マイクロメートル、少なくとも約15マイクロメートルまたは少なくとも約20マイクロメートルであることもある。 In certain cases, the average cross-sectional diameter is at least about 1 micrometer, at least about 2 micrometers, at least about 3 micrometers, at least about 5 micrometers, at least about 10 micrometers, at least about 15 micrometers, or at least about 20 there is also a micro-meters. 一部の実施形態において、複数の粒子の中の少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約99%の粒子は、この段落で概説した任意の範囲内の平均断面直径を有する。 In some embodiments, at least about 50% of the plurality of particles, at least about 75%, at least about 90%, at least about 95%, or at least about 99% of the particles within any range outlined in this paragraph It has an average cross-sectional diameter.

一部の実施形態において、前記粒子(単数または複数)のシェルは、比較的薄い。 In some embodiments, the shell of the particle (s) is relatively thin. 薄いシェルの使用は、多数の利点をもたらすことができる。 The use of thin shell, can bring a number of advantages. 例えば、薄いシェルは、一部のケースでは比較的迅速に溶解することができる。 For example, a thin shell, in some cases it is possible to relatively quickly dissolve. 一部の実施形態において、これは、粒子が標的媒体から離れて輸送される前にその内容物を送達することを可能にすることができる。 In some embodiments, this may allow it to deliver its contents before the particles are transported away from the target medium. 薄いシェルを有する粒子を使用するもう1つの利点は、少なくとも一定の実施形態によると、流体液滴の外部液体であって、シェルを形成するために凝固されるポリマーを含有するものである外部液体を乾燥させて粒子のシェルを形成する工程中、形成されるシェルを破断させることなく比較的容易に該液体の除去を行うことができる点である。 Another advantage of using a particle having a thin shell, according to at least certain embodiments, an external liquid fluid droplets, the external fluid is to contain a polymer solidifies to form a shell through the step of drying to form a shell of the particle is that it is possible to perform relatively easily removed in the liquid without breaking the shell formed. 一部の実施形態において、比較的薄いシェルを利用すると、該シェルは、ポリマーが懸濁している液体を除去すると破断する傾向がある。 In some embodiments, the use of relatively thin shell, the said shell tends to break and remove the liquid polymer is suspended. いずれの特定の理論によっても拘束されることを望まないが、比較的厚いシェル(例えば、約10マイクロメートルより厚い厚みを有するシェル)を利用すると、該シェルの最外部は、該シェルの最内部より迅速に乾燥し、その結果、該シェルを破断または別様に分断し得る応力が生ずると考えられる。 While not wishing to be bound by any particular theory, a relatively thick shell (e.g., shell having a thicker than about 10 micrometers) Utilizing, outermost of the shell, the innermost of the shell more quickly dried, as a result, it is considered that the stress that may disrupt the shell rupture or otherwise occurs. いずれの理論によっても拘束されることを望まないが、非常に薄い厚みを有する中間相の使用は、流体が潤滑状況にあるように潤滑剤としての役割を該中間相に果たさせると考えられる。 While not wishing to be bound by any theory, the use of an intermediate phase having a very small thickness is believed to play a role as a lubricant so that the fluid is in the lubricating conditions in the intermediate phase . この状況では、最内部流体に対する掃流力が有意に増加される。 In this situation, the tractive force against the innermost fluid is significantly increased. 掃流力の増加は、薄いシェルの流体の安定性を向上させると考えられる。 Increase in tractive force is believed to improve the stability of the thin shell of the fluid. 例えば、100マイクロメートルシェルによって包囲された98マイクロメートル直径内部液滴の移行速度は、100マイクロメートルシェルによって包囲された50マイクロメートル直径内部液滴の移行速度より100,000倍低い。 For example, 100 migration rate of 98 micrometers in diameter internal droplets surrounded by a micrometer shell, 100,000 times lower than the migration speed of 50 micrometers in diameter internal droplets surrounded by 100 micrometers shell.

一部の実施形態において、粒子のシェルは、該粒子の平均断面直径の約0.05倍未満、約0.01倍未満、約0.005倍未満もしくは約0.001倍未満の、または該粒子の平均断面直径の約0.0005倍と約0.05倍の間、約0.0005倍と約0.01倍の間、約0.0005倍と約0.005倍の間もしくは約0.0005倍と約0.001倍の間の、(該粒子全体を平均した)平均厚みを有する。 In some embodiments, the shell of the particles, about 0.05 times less than the average cross-sectional diameter of the particles, less than about 0.01 times, of less than about less than 0.005-fold or about 0.001 times, or about the average cross-sectional diameter of the particles 0.0005 times and about 0.05 times between, between about 0.0005 times and about 0.01 times, between about 0.0005 times or about 0.0005 times between about 0.005 times and about 0.001 times the average thickness (the average of the whole particles) a. 一部の実施形態において、粒子のシェルは、約1マイクロメートル未満、約500nm未満もしくは約100nm未満の、または約50nmと約1マイクロメートルの間、約50nmと約500nmの間もしくは約50nmと約100nmの間の平均厚みを有する。 In some embodiments, the shell of the particles, less than about 1 micron, less than about 500nm or less than about 100 nm, or between about 50nm and about 1 micrometer, about a or between about 50nm to about 50nm and about 500nm having an average thickness of between 100 nm. 一部の実施形態において、複数の粒子の中の少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約99%の粒子は、この段落で概説した任意の範囲内の平均厚みを有するシェルを含む。 In some embodiments, at least about 50% of the plurality of particles, at least about 75%, at least about 90%, at least about 95%, or at least about 99% of the particles within any range outlined in this paragraph comprising a shell having an average thickness. 当業者は、例えば粒子の走査型電子顕微鏡(SEM:scanning electron microscope)像を検査することにより、シェルの平均厚みを決定することができよう。 Those skilled in the art, for example, particles of a scanning electron microscope: by examining the (SEM scanning electron microscope) image, will be able to determine the average thickness of the shell.

多くの用途について、複数の粒子であって、それらの少なくとも一部が流体および/または薬剤、例えば界面活性剤を含有するものである複数の粒子を、標的媒体に送達することが望ましいだろう。 For many applications, a plurality of particles, of which at least part of the fluid and / or drugs, for example, a plurality of particles are those that contain a surfactant, it may be desirable to deliver to the target medium. 予測可能な薬剤送達を保証するために、一部の実施形態は、有利には、比較的一貫した特性を有する粒子を利用する。 To ensure predictable drug delivery, some embodiments advantageously utilize particles having a relatively consistent properties. 例えば、一部の実施形態では、複数の粒子であって、該複数の粒子間のシェル厚分布が比較的均一であるものである複数の粒子を提供する。 For example, in some embodiments, a plurality of particles, to provide a plurality of particles are those shell thickness distribution between the plurality of particles is relatively uniform. 比較的均一なシェル厚を有する粒子の使用は、一部のケースでは、一貫したシェル溶解時間を保証することができ、それが薬剤送達をより予測可能なものにする。 Use of particles having a relatively uniform shell thickness, in some cases, it is possible to ensure consistent shell dissolution time, it is the ones more predictable drug delivery. 一部の実施形態では、複数の粒子であって、該複数の粒子各々の平均シェル厚の平均として測定される総平均シェル厚を有するものである複数の粒子を提供する。 In some embodiments, a plurality of particles, to provide a plurality of particles are those having a total average shell thickness which is measured as the average of the average shell thickness of the particle each of the plurality of. 一部のケースでは、前記平均シェル厚の分布は、粒子の約5%以下、約2%以下または約1%以下が、総平均シェル厚の90%より薄い(もしくは95%より薄い、もしくは99%より薄い)および/または総平均シェル厚の110%より厚い(もしくは105%より厚い、もしくは約101%より厚い)平均シェル厚を有するシェルを有するようなものであり得る。 In some cases, the average shell thickness distribution is approximately 5% of the particles below about 2% or about 1% or less, smaller than the average shell thinner than 90% of the thickness (or 95%, or 99 % thinner) and / or thicker than the average shell thickness is larger than 110% of the thickness (or 105%, or greater than about 101%) may be such as to have a shell with an average shell thickness.

前記複数の粒子は、一定の実施形態では比較的均一な断面直径を有する。 Wherein the plurality of particles have a relatively uniform cross-sectional diameter in certain embodiments. 比較的均一な断面直径を有する粒子の使用は、粒子懸濁液の粘度、標的媒体に送達される薬剤の量、ならびに/または粒子からの流体および/もしくは薬剤の送達のための他のパラメータの制御を可能にすることができる。 Use of particles having a relatively uniform cross-sectional diameter, the viscosity of the particle suspension, the other parameters for the delivery of fluids and / or drugs from the drug amount, and / or particles delivered to the target medium It may enable control. 一部の実施形態において、前記複数の粒子は、前記粒子の約5%以下、約2%以下もしくは約1%以下が、前記複数の粒子の総平均直径の約90%未満(もしくは約95%未満、もしくは約99%未満)のおよび/または約110%より大きい(もしくは約105%より大きい、もしくは約101%より大きい)直径を有するような、総平均直径および直径分布を有する。 In some embodiments, the plurality of particles are less than about 5% of the particles, about 2% or about 1% or less, less than about 90% of the total average diameter of the plurality of particles (or about 95% having less than, or and / or greater than about 110% to about less than 99%) (or greater than about 105%, or greater than about 101%) as a diameter, the total average diameter and diameter distribution.

一部の実施形態において、前記複数の粒子は、前記粒子の断面直径の変動係数が約10%未満、約5%未満、約2%未満、約1%と約10%の間、約1%と約5%の間または約1%と約2%の間であるような、総平均直径および直径分布を有する。 In some embodiments, the plurality of particles, the coefficient of variation of cross-sectional diameter of less than about 10% of the particles, less than about 5%, less than about 2%, between about 1% and about 10%, about 1% If such that between about between 5% or about 1% and about 2%, having a total average diameter and diameter distribution. 前記変動係数を当業者は容易に決定することができ、 Those skilled in the art the coefficient of variation can be readily determined,
(式中、σは標準偏差であり、およびμは平均である) (Wherein, sigma is the standard deviation, and μ is the mean)
と定義することができる。 It can be defined as.

ここで用いる2つの流体は、エマルションが生成される温度でおよび条件下で一方が他方に少なくとも10重量%のレベルまで可溶でないとき、互いに不混和性である、すなわち混和性でない。 Two fluids used herein, when one temperature and in conditions emulsion is produced is not soluble to at least 10 wt.% Level to the other, immiscible with each other, i.e. not miscible. 例えば、流体液滴の形成の時間枠内で不混和性である2つの流体を選択することができる。 For example, it is possible to select the two fluids are immiscible within the time frame of formation of fluid droplets. 一部の実施形態において、2つの流体(例えば、多相エマルションのキャリア流体および内部液滴流体)は、相溶性または混和性であるが、外部液滴流体は、キャリア液滴流体および内部液滴流体の一方または両方と不相溶性または不混和性である。 In some embodiments, the two fluids (e.g., multiple emulsions of carrier fluid and the internal droplet fluid) is a compatible or miscible, external droplet fluid, carrier liquid droplet fluid and the internal droplet which is one or both incompatible or immiscible fluids. しかし、他の実施形態では、3つ(以上の)すべての流体が相互に不混和性であり、および一定のケースでは、前記流体のすべてが必ずしもすべて水溶性であるとは限らない。 However, in other embodiments, three (or more) all fluid is immiscible with one another, and in certain cases, all of the fluid are not always all water soluble. さらに他の実施形態では、述べたように、追加の第四、第五、第六などの流体を加えて、液滴内にますます複雑な液滴を生成することができる。 In yet another embodiment, as noted, can be added in the fourth, fifth, adding fluid, such as the sixth, it produces increasingly complex droplets within the droplet. 例えば、キャリア流体は、第一の流体を包囲することができ、そしてまた該第一の流体は、第二の流体を包囲することができ、そしてまた該第二の流体は、第三の流体を包囲することができ、そしてまた該第三の流体は、第四の流体を包囲していることができる等々。 For example, the carrier fluid may surround the first fluid, and also said first fluid can surround the second fluid, and also said second fluid, third fluid it is possible to surround the, and also said third fluid, etc., which may be surrounding the fourth fluid. 加えて、流体液滴の各入れ子層の物理的特性を、例えば各入れ子レベルの組成の制御により、各々独立して制御することができる。 In addition, the physical properties of the nested layers of the fluid droplet, for example, by controlling the composition of each nesting level can be controlled each independently.

ここで用いる用語「流体」は、一般に、流動するおよびその容器の外形に従う傾向がある物質、すなわち、液体、ガス、粘弾性流体などを指す。 As used herein, the term "fluid" generally refers to substances that tend to follow the contour of the flowing and the container, i.e., liquids, gases, and the like viscoelastic fluid. 典型的に、流体は、静的せん断応力に耐えることができない材料であり、せん断応力を印加すると、流体は、継続および永久歪を経験する。 Typically, fluids are materials that are unable to withstand a static shear stress, is applied shear stress, the fluid experiences a continuing and permanent distortion. 流体は、流動を可能にする任意の適する粘度を有し得る。 Fluid may have any suitable viscosity that permits flow. 2つ以上の流体が存在する場合、各流体を当業者は流体間の関係を考慮ることにより本質的に任意の流体(液体、ガスおよびこれらに類するもの)の中から独立して選択することができる。 If two or more fluids are present, those skilled in the fluid are independently selected from among essentially any fluids (liquids, gases and the like) by Ru considering the relationship between the fluids that can.

本発明の1つの態様では、論じたように、1本以上の管路に流体を流すことによって多相エマルションを形成する。 In one aspect of the present invention, as discussed, to form a multiple emulsion by flowing a fluid into one or more conduits. このシステムはマイクロ流体システムであり得る。 The system may be a microfluidic system. ここで用いる「マイクロ流体」は、約1ミリメートル(mm)未満の断面寸法および一部のケースでは少なくとも3:1の長さ対最大断面寸法比を有する少なくとも1つの流体チャネルを備えているデバイス、装置またはシステムを指す。 As used herein, "microfluidic" is about 1 millimeter (mm) less than the cross-sectional dimensions and in some cases at least 3: 1 and includes at least one fluid channel having a length to maximum cross-sectional dimension ratio device, It refers to a device or system. 前記システムの1本以上の管路は、毛細管であり得る。 One or more conduits of the system may be a capillary tube. 一部のケースでは、多数の管路を備えており、および一部の実施形態では、少なくとも一部が本明細書に記載するように入れ子状になっている。 In some cases, it comprises a number of conduits, and in some embodiments, at least a portion is nested shape as described herein. 前記管路は、マイクロ流体サイズ範囲であり得、例えば、約1ミリメートル未満、約300マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約30マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満、約3マイクロメートル未満または約1マイクロメートル未満の平均内径を有し、または該平均内径を有する部分を有し、それによって匹敵する平均直径を有する液滴を生じさせることができる。 The conduit may be a microfluidic size range, e.g., less than about 1 millimeter, less than about 300 micrometers, less than about 100 micrometers, less than about 30 micrometers, less than about 10 micrometers, less than about 3 micrometers, or about 1 having an average inner diameter of less than microns, or has a portion having the average inner diameter, thereby to produce droplets having an average diameter comparable. 前記管路の1本以上は、断面に関して、同じ地点での幅と実質的に同じである高さを有することがある(が、必ずしも有するとは限らない)。 One or more of the conduit with respect section, is to have a width substantially the height is the same at the same point (but not necessarily have). 管路は開口部を備えており、該開口部は、該管路の平均径より小さいサイズであることもあり、大きいサイズであることもあり、または該管路の平均径と同じサイズであることもある。 The conduit includes an opening, the opening may sometimes be smaller than the average diameter of the conduit, also there be a large size, or the same size as the average diameter of the conduit Sometimes. 例えば、管路開口部は、約1mm未満、約500マイクロメートル未満、約300マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約50マイクロメートル未満、約30マイクロメートル未満、約20マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満、約3マイクロメートル未満などの直径を有することがある。 For example, the conduit openings is less than about 1 mm, less than about 500 micrometers, less than about 300 micrometers, less than about 200 micrometers, less than about 100 micrometers, less than about 50 micrometers, less than about 30 micrometers, about 20 less than micrometers, less than about 10 micrometers and may have a diameter, such as less than about 3 micrometers. 断面に関しては、前記管路は、長方形であることもあり、または実質的に非長方形、例えば円形もしくは楕円形であることもある。 For the cross section, the conduit may also have to be rectangular, or substantially sometimes nonrectangular, for example circular or elliptical. 本発明の管路は、別の管路の中に配置または入れ子状にされていることもあり、一部のケースでは多数の入れ子が可能である。 Conduit of the invention is also that it is the arrangement or nested within another conduit, in some cases it is possible to a large number of nested. 一部の実施形態では、一方の管路がもう一方の管路内に同心円状に保持されていることがあり、これら2本の管路は、同心円状であるとみなされる。 In some embodiments, it may one conduit is held concentrically in the other conduit, these two conduits is considered to be concentric. しかし、一方の同心円管路が、もう一方の包囲している管路に対して偏心した位置にあることもあり、すなわち、「同心円状」は、厳密に同軸を有する管を必ずしも指すとは限らない。 However, one of the concentric pipe is sometimes located at a position eccentric relative to the pipe line which other surrounding, i.e., "concentric" is strictly necessarily refer to tubes having a coaxial Absent. 同心円状幾何形状または入れ子幾何形状を用いることにより、混和性である2つの流体の接触を避けることができる。 By using a concentric geometry or nested geometry, it is possible to avoid contact of the two fluids are miscible.

一部の実施形態において、流体、管路(管路壁を含む)および他の材料は、疎水性と言われることもあり、または親水性と言われることもある。 In some embodiments, the fluid, the conduit (including pipe walls) and other materials, sometimes referred to as hydrophobic, or sometimes referred to as hydrophilic. 材料は、空気中、1気圧および25℃で問題の材料と密接させたときに水滴が90°より大きい接触角を形成する場合、「疎水性」である。 Material, in the air, if the water drops when brought into close contact with the material in question at 1 atm and 25 ° C. to form a contact angle of greater than 90 °, a "hydrophobic". 材料は、空気中、1気圧および25℃で問題の材料と密接させたときに水滴が90°未満の接触角を形成する場合、「親水性」である。 Material, in the air, if the water drops when brought into close contact with the material in question at 1 atm and 25 ° C. to form a contact angle of less than 90 °, a "hydrophilic". 疎水性および親水性の文脈での「接触角」は、材料の表面と、該材料表面との接点での水滴の外面の接線との間で測定される角度であり、水滴によって測定される。 "Contact angle" in the hydrophobic and hydrophilic context, the surface of the material is the angle measured between the tangent of the outer surface of the water droplets in contact with the material surface is measured by water droplet. 図5は、空気597中で親水性材料593上の水滴592により形成される接触角591の略図である。 Figure 5 is a schematic representation of the contact angle 591 formed by the water droplets 592 on the hydrophilic material 593 in air 597. 図5に示すように、接触角591は、液滴592と材料表面594間の接点596で、材料593の表面594から液滴592を通って液滴592の外面の接線595まで測定される。 As shown in FIG. 5, the contact angle 591 is in contact 596 between the droplet 592 and the material surface 594 is measured from the surface 594 of the material 593 to the tangent 595 of the outer surface of the through droplet 592 droplet 592.

本発明の一定の態様による様々な材料および方法を用いて、本明細書に記載する多相エマルションおよび/または粒子を生成するように構成されたシステム(例えば、上で説明したもの)を形成することができる。 Using a variety of materials and methods according to certain aspects of the present invention, to form a system configured to generate a multi-phase emulsion and / or particles described herein (e.g., those described above) be able to. 一部のケースでは、選択される様々な材料自体が様々な方法の役に立つ。 In some cases, useful are various materials themselves which are selected with a variety of ways. 例えば、本発明の様々な要素を固体材料から構成し、この場合、管路を微細加工、膜蒸着プロセス、例えばスピンコーティングおよび化学蒸着、レーザー加工、写真平版技術、エッチング法(湿式化学またはプラズマプロセスを含む)、およびこれらに類するものによって構成する。 For example, the various elements of the present invention consist of a solid material, in this case, the conduit microfabrication, film deposition process, such as spin coating and chemical vapor deposition, laser processing, photolithographic techniques, etching (wet chemical or plasma processes the included), and constituted by the like. 例えば、Scientific American, 248:44-55, 1983 (Angell, et al)を参照されたし。 For example, Scientific American, 248: 44-55, 1983 (Angell, et al) to have been referring to. 1つの実施形態では、前記流体システムの少なくとも一部分を、シリコンチップに特徴形状(features)をエッチングすることにより、シリコンで形成する。 In one embodiment, at least a portion of the fluid system, by etching the feature shape (features) on a silicon chip, is formed of silicon. シリコンからの本発明の様々な流体システムおよびデバイスの正確かつ効率的製造法は既知である。 Accurate and efficient preparation of various fluid systems and devices of the present invention from silicon are known. もう1つの実施形態では、本発明のシステムおよびデバイスの様々な要素を、ポリマー、例えば、弾性ポリマー、例えばポリジメチルシロキサン(「PDMS」)、ポリテトラフルオロエチレン(「PTFE」もしくはTeflon(登録商標))またはこれらに類するもので構成する。 In another embodiment, the various elements of the system and device of the present invention, polymers such as elastic polymers, such as polydimethylsiloxanes ( "PDMS"), polytetrafluoroethylene ( "PTFE" or Teflon (R) ) or composed of the like.

種々の要素を種々の材料で製造することができる。 It is possible to produce various elements in various materials. 例えば、底壁および側壁を具備する基礎部分を不透明材料、例えばシリコンまたはPDMSから製造することができ、流体プロセスの観察および/または制御のために、頂部を透明材料または少なくとも部分的に透明な材料、例えばガラスまたは透明ポリマーから製造することができる。 For example, the opaque material base portion having a bottom wall and side walls, can be prepared, for example, silicon or PDMS, for observation and / or control of fluid processes, transparent material top or at least partially transparent material it can be prepared, for example, from glass or a transparent polymer. 基礎支持材料が的確な所望の官能基を有さない場合、管路内壁と接触する流体に所望の化学官能基を露出するように要素を被覆することができる。 If the base support material does not have the correct desired functional groups, it can be coated elements to expose a desired chemical functionality to fluids that contact with the pipe inner wall. 例えば、管路内壁が別の材料で被覆されている要素を説明したように製造することができる。 For example, it can be prepared as described elements conduit inner walls are coated with another material. 本発明のシステムおよびデバイスの様々な要素を製造するために使用される材料、例えば、流体管路の内壁を被覆するために使用される材料は、望ましくは、有害作用を及ぼさないまたは流体システムを流れる流体によって有害作用を受けないであろう材料、例えば、デバイス内で使用される流体の存在下で化学的に不活性である材料(単数または複数)の中から選択することができる。 The material used to manufacture the various elements of the system and device of the present invention, for example, the material used to coat the inner wall of the fluid conduit, desirably does not adversely adverse effect or fluid system will not undergo adverse effect material by the fluid flow, for example, can be selected in the presence of a fluid used in the device from a material (s) is chemically inert. かかるコーティングの非限定的な例を下で開示する;追加の例は、「Surfaces, Including Microfluidic Channels, With Controlled Wetting Properties」と題するWeitzらにより2009年2月11日に出願され、2009年10月1日にWO 2009/12025として発行された、国際特許出願番号PCT/US2009/000850に開示されており、該特許文献は参照により本明細書に援用されている。 Disclose non-limiting examples of such coatings under; additional examples, "Surfaces, Including Microfluidic Channels, With Controlled Wetting Properties" by Weitz, et al, entitled, filed Feb. 11, 2009, 10 2009 published as WO 2009/12025 day, it is disclosed in International Patent application No. PCT / US2009 / 000850, which patent documents are incorporated herein by reference.

一部の実施形態では、本発明の様々な要素をポリマーおよび/または可撓性および/または弾性材料から製造し、ならびに硬化性流体で適便に形成して、成形(例えば、レプリカ成形、射出成形、注型成形など)による加工を助長することができる。 In some embodiments, the various elements of the present invention prepared from polymers and / or flexible and / or elastic material, and formed into suitable flight a curable fluid, molding (e.g. replica molding, injection molding, it is possible to facilitate the processing by such cast molding). 前記硬化性流体は、流体ネットワーク内でおよび流体ネットワークとともに使用することが企図された流体を含有および/または輸送することができる固体へと凝固するように誘導することができるまたは自然凝固する、本質的に任意の流体であり得る。 The curable fluid can be or natural coagulation be induced to coagulate to a solid which may contain and / or transport the fluid to be used with a fluid network and fluid networks are contemplated, essentially It may be any fluid manner. 一部の実施形態において、前記硬化性流体は、ポリマー液または液体ポリマー前駆体(すなわち「プレポリマー」)を含む。 In some embodiments, the curable fluid comprises a polymer liquid or a liquid polymeric precursor (i.e. "prepolymer"). 適するポリマー液としては、例えば、それらの融点より上に加熱された熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーまたはかかるポリマーの混合物が挙げられる。 Suitable polymers liquid, for example, those of a thermoplastic polymer which has been heated to above the melting point, a mixture of thermosetting polymer or such polymers. もう1つの例として、適するポリマー液には、適する溶剤中の1つ以上のポリマーの溶液であって、例えば蒸発により該溶剤が除去されると固体ポリマー材料になる溶液を挙げることができる。 As another example, suitable polymers liquid, suitable as a solution of one or more polymers in a solvent, for example may be mentioned solutions when the solvent is removed to a solid polymeric material by evaporation. 例えば溶融状態からまたは蒸発により凝固させることができるかかるポリマー材料は、当業者には周知である。 For example such a polymeric material that can be solidified from the molten state or by evaporation, are well known to those skilled in the art. 多くが弾性である様々なポリマー材料が適しており、ならびに金型マスターの一方または両方が弾性材料で構成されている実施形態については金型または金型マスターの形成にも適している。 Many have various polymeric materials suitable is an elastic, and either or both of the mold masters is also suitable for forming molds or mold masters for the embodiment is composed of an elastic material. かかるポリマーの例の非限定的リストには、シリコーンポリマー、エポキシポリマーおよびアクリラートポリマーの一般クラスのポリマーが含まれる。 A non-limiting list of examples of such polymers include silicone polymers, polymers of the general class of epoxy polymers and acrylate polymers. エポキシポリマーは、エポキシ基、1,2−エポキシドまたはオキシランと一般に呼ばれる3員環式エーテル基の存在を特徴とする。 Epoxy polymers are characterized by the presence of the epoxy group, 3-membered cyclic ether group called 1,2-epoxide, or oxirane generally. 例えば、芳香族アミン、トリアジンおよび環式脂肪族主鎖に基づく化合物に加えて、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルを使用することができる。 For example, it is possible to aromatic amines, in addition to compounds based on triazine and cycloaliphatic backbone, using a diglycidyl ether of bisphenol A. もう1つの例としては、周知のNovolacポリマーが挙げられる。 As another example, it includes known Novolac polymers. 本発明による使用に適するシリコーンエラストマーの非限定的な例としては、クロロシラン、例えばメチルクロロシラン、エチルクロロシラン、フェニルクロロシランなどをはじめとする前駆体から形成されたものが挙げられる。 Non-limiting examples of silicone elastomers suitable for use according to the invention are chlorosilanes such as methyl chlorosilane, ethyl chlorosilanes include those formed from precursors including the phenyl chlorosilane.

一部の実施形態では、シリコーンポリマー、例えば、シリコーンエラストマーポリジメチルシロキサンを利用する。 In some embodiments, the silicone polymer, for example, utilize a silicone elastomer polydimethylsiloxane. PDMSポリマーの非限定的例としては、Dow Chemical Co., Midland, MIによりし商標Sylgardで販売されているもの、特に、Sylgard 182、Sylgard 184およびSylgard 186が挙げられる。 Non-limiting examples of PDMS polymers, Dow Chemical Co., Midland, those sold under more Shi trademark Sylgard the MI, in particular, include Sylgard 182, Sylgard 184, and Sylgard 186. PMDSを含むシリコーンポリマーは、本発明のマイクロ流体構造の製造を単純にする幾つかの有益な特性を有する。 Silicone polymers containing PMDS has several beneficial properties to simplify the manufacture of the microfluidic structures of the present invention. 例えば、かかる材料は、安価であり、容易に入手可能であり、および熱での硬化によってプレポリマー液からそれらを凝固させることができる。 For example, such materials are inexpensive, readily available, and can be solidified them from the prepolymer solution by curing with heat. 例えば、PDMSは、典型的には、例えば約1時間の曝露時間にわたる例えば約65℃から約75℃くらいの温度へのプレポリマー液への曝露によって硬化可能である。 For example, PDMS is typically, for example, it is curable by exposure to the prepolymer solution of about 1 hour exposure time ranging for example from about 65 ° C. to a temperature of about about 75 ° C.. また、PDMSなどのシリコーンポリマーは弾性であり得、したがって、本発明の一定の実施形態において必要な比較的高いアスペクト比を有する非常に小さい特徴形状(features)の形成に有用であり得る。 Also, silicone polymers, such as PDMS can be a resilient, therefore, be useful in the formation of very small feature shape (features) having a relatively high aspect ratio required in certain embodiments of the present invention. 可撓性(例えば、弾性)金型またはマスターは、この点で有利であり得る。 Flexible (e.g., elastic) molds or masters can be advantageous in this respect.

本発明のマイクロ流体構造などの構造をPDMSなどのシリコーンポリマーから形成することの利点は、酸化構造がそれらの表面に他の酸化シリコーンポリマー表面へのまたは様々な他のポリマーおよび非ポリマー材料の酸化表面への架橋が可能な化学基を含有するように、例えば空気プラズマなどの酸素含有プラズマへの曝露によって、かかるポリマーを酸化させることができることである。 Advantage of forming structures such as microfluidic structures of the invention from silicone polymers, such as PDMS, the oxidation of other oxidation silicone to the polymer surface or a variety of other polymers and non-polymeric material in oxide structure their surface to contain that chemical groups crosslinked to the surface, for example by exposure to an oxygen containing plasma such as an air plasma, it is that it is possible to oxidize such polymers. したがって、要素を製造し、その後、酸化し、そして別の接着剤または他の封止手段を必要とすることなく他のシリコーンポリマー表面にまたは酸化シリコーンポリマー表面と反応性の他の基板の表面に本質的に不可逆的に封止することができる。 Accordingly, to manufacture an element, then oxidized, and in a separate adhesive or other other silicone polymer surfaces or surfaces of other substrates reactive with the oxidized silicone polymer surfaces without the need for sealing means essentially it is possible to irreversibly seal. 殆どのケースで、封止を形成するために補助的圧力を印加する必要なく単に酸化シリコーン表面を別の表面に接触させることによって封止を果たすことができる。 In most cases, it is possible to perform sealing by simply contacting the oxidized silicone surface to another surface without the need to apply auxiliary pressure to form the seal. すなわち、予め酸化されたシリコーン表面が、適する接着面に対して触圧接着剤として作用する。 That is, the pre-oxidized silicone surface acts as a contact adhesive against adhesive surface suitable. 具体的には、それ自体に不可逆的に封止可能であることに加えて、酸化PDMSなどの酸化シリコーンを、それ自体以外の一定の範囲の酸化材料にも不可逆的に封止することができ、該酸化材料としては、例えば、PDMS表面と同様の様式で(例えば、酸素含有プラズマへの曝露により)酸化されたガラス、ケイ素、酸化ケイ素、石英、窒化ケイ素、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス状炭素およびエポキシポリマーが挙げられる。 Specifically, in addition to that it is itself irreversibly sealably, oxidation silicon oxide or the like PDMS, also irreversibly it can be sealed to the oxidation material of a predetermined range other than its own as the oxidation material, for example, in a manner similar to PDMS surface (for example, by exposure to an oxygen-containing plasma) glass is oxidized, silicon, silicon oxide, quartz, silicon nitride, polyethylene, polystyrene, glassy carbon and epoxy polymers. 本発明に関連して有用な酸化および封止方法、ならびに総合的成形技術は、当該技術分野において、例えば、参照により本明細書に援用されている「Rapid Prototyping of Microfluidic Systems and Polydimethylsiloxane」と題する論文(Anal. Chem., 70:474-480, 1998 (Duffy et al.))の中で説明されている。 Useful oxidation and sealing method in connection with the present invention, as well as overall molding techniques, are described in the art, for example, entitled which is incorporated herein by reference, "Rapid Prototyping of Microfluidic Systems and Polydimethylsiloxane" Academic (. Anal Chem, 70:. 474-480, 1998 (Duffy et al).) have been described in the.

一部の実施形態では、本発明の一定のマイクロ流体構造(または内部の流体接触面)を一定の酸化シリコーンポリマーから形成することができる。 In some embodiments, it is possible to form a certain microfluidic structures of the invention (or fluid contacting surfaces of the inner) from a fixed oxide silicone polymer. かかる表面は、弾性ポリマーの表面より親水性であり得る。 Such surface can be hydrophilic than the surface of the elastomeric polymer. したがって、かかる親水性管路表面を水溶液でより容易に満たすおよび湿潤させることができる。 Therefore, it is possible to more easily meet and wetting such hydrophilic pipe surface with an aqueous solution.

一部の実施形態では、本発明のマイクロ流体デバイスの底壁を、1つ以上の側壁もしくは頂壁、または他の要素とは異なる材料で形成する。 In some embodiments, the bottom wall of a microfluidic device of the present invention is formed of a material different from the one or more side walls or a top wall, or other elements. 例えば、一部の実施形態において、底壁の内面は、シリコンウェーハもしくはマイクロチップの表面、または他の基板を含む。 For example, in some embodiments, the inner surface of the bottom wall includes a surface of a silicon wafer or microchip, or other substrate. 他の要素を、上で説明したように、かかる代替基板に封止することができる。 Other elements, as described above, can be sealed to such alternative substrates. シリコーンポリマー(例えばPDMS)を含む要素を異なる材料の基板(底壁)に封止することが所望される場合、酸化シリコーンポリマーが不可逆的に封止できる材料の群(例えば、酸化されたガラス、ケイ素、酸化ケイ素、石英、窒化ケイ素、ポリエチレン、ポリスチレン、エポキシポリマーおよびガラス状炭素の表面)から基板を選択することができる。 If be sealed to the substrate of the different elements comprising a silicone polymer (e.g. PDMS) material (the bottom wall) is desired, the group of materials oxidized silicone polymer can irreversibly seal (e.g., oxide glass, silicon, silicon oxide, quartz, may be selected silicon nitride, polyethylene, polystyrene, a substrate of an epoxy polymer and the surface of the glassy carbon). あるいは、別の接着剤、ボンディング、溶剤ボンディング、超音波溶接などをはじめとする(しかしこれらに限定されない)、当業者には明らかであるような他の封止技術を用いることがでる。 Alternatively, a separate adhesive bonding, solvent bonding, (but not limited to) including ultrasonic welding, it is out of use other sealing techniques, such as will be apparent to those skilled in the art.

以下の文献は、それら全体があらゆる目的で参照により本明細書に援用されている:Linkらにより2004年4月9日に出願された「Formation and Control of Fluidic Species」と題するWO 2004/091763;Stoneらにより2003年6月3日に出願された「Method and Apparatus for Fluid Dispersion」と題するWO 2004/002627;Weitzらにより2006年3月3日に出願された「Method and Apparatus for Forming Multiple Emulsions」と題するWO 2006/096571;Linkらにより2004年8月27日に出願された「Electronic Control of Fluidic Species」と題する国際特許公開番号WO 2005/021151パンフレット;Chuらにより2008年3月28日に出願された「Emulsions and Techniques for Formation」と題するWO 2008/121342;Weitzらにより2010年3月12日に出願された「Method for the Controlled Creation of Emulsions, Including Multiple Emulsions」と題するWO 2010/104604;Weitzらにより2010年9月1日に出願された The following references, in their entirety are incorporated herein by reference for all purposes: by Link et al., Entitled, filed on April 9, 2004 "Formation and Control of Fluidic Species," WO 2004/091763; It filed on June 3, 2003 by Stone et al., "Method and Apparatus for Fluid Dispersion entitled" WO 2004/002627; filed on March 3, 2006 by Weitz et al., "Method and Apparatus for Forming Multiple Emulsions" filed on March 28, 2008 by Chu et al., entitled WO 2006/096571 and; Link et al by, filed on August 27, 2004, entitled "Electronic Control of Fluidic Species entitled" International Patent Publication No. WO 2005/021151 pamphlet has been "Emulsions and Techniques for Formation entitled" WO 2008/121342; filed on March 12, 2010 by Weitz et al., "Method for the Controlled Creation of Emulsions, Including Multiple Emulsions" entitled WO 2010/104604; Weitz filed on September 1, 2010 by et al. Multiple Emulsions Created Using Junctions」と題するWO 2011/028760;Weitzらにより2010年9月1日に出願された「Multiple Emulsions Created Using Jetting and Other Techniques」と題するWO 2011/028764;およびAbbaspourradらにより2011年7月6日に出願された「Delivery to Hydrocarbons or Oil」と題する米国特許仮出願。 Multiple Emulsions Created Using Junctions entitled "WO 2011/028760; Weitz et al. By September 2010" Multiple filed in one day Emulsions Created Using Jetting and Other Techniques "and entitled WO 2011/028764; and by Abbaspourrad et al. 2011 7 entitled to have been filed on month 6 days "Delivery to Hydrocarbons or Oil" US provisional Patent application. Abbaspourradらにより2011年7月6日に出願された「Delivery to Hydrocarbons or Oil, Including Crude Oil」と題する米国特許仮出願第61/505,001号明細書、およびKimらにより2011年7月6日に出願された「Multiple Emulsions and Techniques for the Formation of Multiple Emulsions」と題する米国特許仮出願第61/504,990号明細書もまたそれら全体が参照により本明細書に援用されている。 Filed on July 6, 2011 by Abbaspourrad et al., "Delivery to Hydrocarbons or Oil, Including Crude Oil entitled" US Pat. Provisional Patent Application No. 61 / 505,001, and on July 6, 2011 by Kim et al application has been "Multiple Emulsions and Techniques for the Formation of Multiple Emulsions entitled" U.S. provisional Patent application No. 61 / 504,990 also their entirety are incorporated herein by reference.

本明細書に引用するすべての他の特許、特許出願および文献もまたそれら全体があらゆる目的で参照により本明細書に援用されている。 All other patents cited herein, patent applications and publications also their entirety are incorporated herein by reference for all purposes.

以下の実施例は、本発明の一定の実施形態を示すものであるが、本発明の全範囲を例示してはいない。 The following examples, while indicating certain embodiments of the present invention, does not exemplify the full scope of the invention.

この実施例は、マイクロ流体技術を用いる、流体の薄い中間層を含む比較的単分散の二相エマルション液滴を作製するためのアプローチを説明するものである。 This example illustrates the approach for making two-phase emulsion droplets of relatively monodisperse including using microfluidics, thin intermediate layer of the fluid. マイクロ流体チャネル内に閉じ込められている2つの不混和性ストリームは、一定の物理的条件下で安定したジェットまたは液滴を形成することができ、それらのストリームを一緒にエマルション化して、本明細書に記載するような二相エマルション液滴を形成することができる。 Two immiscible stream confined within the microfluidic channel may form a stable jet or droplets in certain physical conditions, and emulsified the streams together, herein it is possible to form a two-phase emulsion droplets, as described. 結果として得られる二相エマルション液滴は、該二相エマルションの安定性を向上させることができる薄い外層を有する。 Two-phase emulsion droplets resulting has a thin outer layer can improve the stability of the two-phase emulsion. この実施例で説明するシステムおよび方法は、任意の粘稠有機溶剤に適用することができ、一部の実施形態では、少量のシェル材料での、シェル含有材料を有する粒子の作製を助長することができる。 The systems and methods described in this embodiment can be applied to any viscosity 稠有 machine solvent, in some embodiments, it is promoted small amount of the shell material, the production of particles having a shell containing material can. 加えて、この実施例で説明するシステムおよび方法は、二相エマルションまたはより高次の多相エマルションを少なくとも一部のケースでは一段階で生成することができる。 In addition, the system and method described in this embodiment can be produced in one step in at least some cases a two-phase emulsion or higher order multiple emulsion. 一部の事例では、外相(例えば、トルエン)を蒸発させてポリマー(例えば、ポリ(乳酸))を残し、そのポリマーを凝固させてシェルを形成することにより、100nm未満のシェル厚を有する比較的単分散の粒子を形成することができる。 In some cases, the external phase (e.g., toluene) was evaporated polymers (e.g., poly (lactic acid)) leave, by forming a shell solidifying the polymer, having a relatively shell thickness of less than 100nm it is possible to form monodisperse particles.

単一マイクロ流体チャネルを流れる2つの不混和性流体は、幾つかの物理的パラメータに依存して、液滴およびジェットの異なる独特な流動パターンを示し得る。 Two immiscible fluids flowing single microfluidic channel, depending on the number of physical parameters, may indicate a unique flow patterns having different droplet and a jet. マイクロ流体チャネルの壁への親和性が高い方の流体は連続相を形成し、その一方で、親和性が低い方の流体は、そのチャネルの壁と接触せずに液滴またはジェットの形態で流れることができる。 Fluid having a higher affinity for the walls of the microfluidic channel forms a continuous phase, while the fluid having the lower affinity, in the form of droplets or jets without contacting the walls of the channel it can flow. 多くの場合、前記流れは、レイリー・プラトー不安定性のため不安定であるジェットを生じさせることがあり、結果的にジェットが破壊して別個の液滴になる;しかし、界面の空間閉じ込めを用いて、より安定したジェットを生じさせることができる。 Often, the flow may cause jet is unstable for Rayleigh-Plateau instability, resulting in jets to break becomes discrete droplets; however, using a confined space of the interface Te, it is possible to produce a more stable jet. 界面がチャネル壁に近接して形成されると、一部のケースでは不安定性が低減され得る。 When the interface is formed adjacent to the channel walls, instability may be reduced in some cases.

この実施例における一部の実験では、安定した二相ジェットの連続相へのエマルション化によって二相エマルション液滴を生成した。 In some experiments in this example, to produce a two-phase emulsion droplets by emulsification into the continuous phase of stable two-phase jet. 水中油中水(W/O/W)型二相エマルション液滴を作るために、マイクロ流体デバイスを利用した。 To make the water-in-oil-in-water (W / O / W) type two-phase emulsion droplets, utilizing microfluidic devices. 図6Aは、二相エマルション液滴の調製に使用したマイクロ流体デバイスの略図を含む。 Figure 6A includes a schematic representation of the microfluidic device used in the preparation of two-phase emulsion droplets. ここで使用したマイクロ流体デバイスは、図6Aに描かれているように、第二の方形チャネル612に挿入された疎水性先細注入チャネル610を含み、方形チャネル612の内部寸法は、注入チャネル610の外径のものよりわずかに大きかった。 Microfluidic device used here, as depicted in Figure 6A, comprises a second hydrophobic tapering injection channels 610 inserted into rectangular channel 612, the internal dimensions of the square channel 612, the inlet channel 610 It was slightly larger than that of the outer diameter. 注入チャネルの外部寸法よりわずかに大きい内径を有する方形チャネルを使用することにより、これら2つのチャネルはぴったりと合い、それがこのシステムにおける管のより容易なチャネル配置を可能にし得る。 By using a square channel having a slightly larger inner diameter than the outer dimensions of the inlet channel, these two channels fit snugly, it may allow for easier channel arrangement of the tubes in this system. (方形チャネルをここでは使用しているが、他の形状を有するチャネルも使用することができる)。 (Although use a square channel here, it can also be used channel having other shapes). 2つの不混和性流体(「油」相602および「水」相604)を単一の注入チャネルに流すために、チャネル614を注入チャネル610に挿入した。 In order to flow the two immiscible fluids ( "oil" phase 602 and "water" phase 604) to a single inlet channel, and inserting the channel 614 in the inlet channel 610. 加えて、回収管616を方形チャネルに挿入して、注入先端付近に流れを閉じ込め、それによって流速を増し、および注入チャネル610から生成される液滴を回収した。 In addition, the recovery pipe 616 is inserted into the rectangular channel, confined flow in the vicinity of the injection tip, thereby increasing the flow rate, and the droplets produced from the inlet channel 610 and recovered. W/O/W型二相エマルション液滴を生成するために、n−オクタデシルトリメトキシルシラン(Aldrich)で注入毛細管壁を被覆してそれを疎水性にし、2−[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]トリメトキシルシラン(Gelest, Inc.)で回収毛細管壁を被覆してそれを親水性(hydrophophilic)にした。 To produce a W / O / W type two-phase emulsion droplets, it was hydrophobic and covers the injection capillary wall with n- octadecyl trimethoxy silanes (Aldrich), 2-[methoxy (polyethyleneoxy) propyl] trimethoxy silanes (Gelest, Inc.) and it covers the recovered capillary walls and hydrophilic (hydrophophilic).

これらの実験において、1重量%SPAN 80を有するポリ(エチレングリコール)(PEG、MW 6000)およびヘキサデカンの25重量%水溶液(「油」相602)を注入チャネルに通して分散相を形成し、ならびにポリ(ビニルアルコール)(PVA、MW 13,000〜23,000)の10重量%水溶液(「水」相606)をチャネル612に通して連続相を形成した。 In these experiments, the dispersed phase is formed through 1 wt% poly (ethylene glycol) having a SPAN 80 (PEG, MW 6000) and 25% by weight aqueous solution of hexadecane ( "oil" phase 602) to the inlet channel, and poly was formed (vinyl alcohol) (PVA, MW 13,000~23,000) continuous phase 10 wt% aqueous solution ( "aqueous" phase 606) through the channel 612 of the. ここでは「油」相を水相または(水と混和性である)「水性」相に実質的に混和できない相を適便に指すために用いていることに留意しなければならない。 Here it should be noted that we used to refer to a phase which can not be substantially immiscible in the phase "oil" phase (miscible with water) the aqueous phase or "aqueous" to an appropriate service. 「油」相を油のみに限定されると解釈するべきでなく、「油」相は、水に実質的に混和できない任意の流体を包含し得る。 The "oil" phase should not be construed as limited only to the oil, "oil" phase can include any fluid that can not be substantially immiscible in water.

マイクロ流体デバイスに使用した注入チャネルの内径に依存して、結果として生ずる種々の流れパターンが観察された。 Depending on the inside diameter of the injection channel used in microfluidic devices, a variety of flow patterns resulting was observed. 例えば、580マイクロメートルの内径を有する注入チャネルでは、広範な流量のために様々な水滴形成が観察された。 For example, the injection channel having an internal diameter of 580 micrometers, various water droplets formed for extensive flow was observed. 具体的な非限定的例として、内部流体ストリームの体積流量の外部流体の体積流量に対する比を4:1に設定したとき、図6Bの光学顕微鏡像に示されているような「一連」のプラグ様のまたは伸長した液滴が観察された;これらの液滴は、エマルション化されて、注入毛細管の外面に沿って内部および外部流体ストリームと同じ方向に流れる並流連続流体ストリームになった。 Specific non-limiting examples, the ratio of volume flow of the external fluid volume flow of internal fluid stream 4: When set to 1, the plug, such as shown in the optical microscope image of FIG. 6B "series" like or elongated droplets were observed; these droplets are emulsified, along the outer surface of the injection capillary becomes parallel flow continuous fluid stream flowing in the same direction as the inner and outer fluid streams. プラグ様液滴がチャネルの末端の開口部を通過すると、比較的薄い外層を有する比較的単分散の二相エマルションが生成された一方で、油流については水滴間に大きな油(ヘキサデカン)ブロッブが生成された。 When the plug-like droplets passes through the opening in the end of the channel, while the relatively monodisperse biphasic emulsion having a relatively thin outer layer is produced, for the oil flow is large oil (hexadecane) blobs between water droplets It has been generated. 二相エマルション液滴のこの不連続生成は、図6Cの光学顕微鏡像に示されている。 The discontinuous generation of two-phase emulsion droplets is shown in the optical microscope image of FIG. 6C.

もう1つの非限定的例として、200マイクロメートルの内径を有する注入チャネルを使用したとき、図6Dの光学顕微鏡像に示されているように、これらの特定の条件下で安定したウォータージェットが形成された。 Another non-limiting example, 200 when using an injection channel with an inside diameter of micrometers, as shown in the optical microscope image of FIG. 6D, a stable water jet is formed under these specific conditions It has been. このジェットを回収管の開口部でまたは付近で連続的にエマルション化し、その結果、単分散二相エマルション液滴を得た。 The jet continuously emulsified at or near the opening of the recovery tube and resulted in a monodispersed biphasic emulsion droplets. より小さい内径を有するチャネルの使用は、これらの条件下でより高度な界面閉じ込めを生じさせ、その結果、摂動が低減され、安定したジェットが生成された。 Using channels with a smaller inside diameter causes a confinement higher surface under these conditions, as a result, the perturbation is reduced, a stable jet is generated. 図6Cおよび6Eから分かるように、結果として生ずる二相エマルション液滴の外層の厚みは薄過ぎて、光学顕微鏡で正確に測定することができなかった。 As can be seen from FIGS. 6C and 6E, the thickness of the outer layer of the two-phase emulsion droplets resulting in too thin, could not be accurately measured by an optical microscope.

進入ストリームの流量は、注入チャネルの流れパターンに影響を及ぼし、したがって二相エマルション液滴の生成に影響を及ぼした。 The flow rate of ingress stream affects the flow pattern of the inlet channel, thus affecting the generation of the two-phase emulsion droplets. 図7Aは、安定したジェットおよび/または液滴(dropets)が生成される状況、および不安定な流れが発生し、液滴が生成されない状況を含む、各々の異なる流量で観察される様々な流れ状況を示す、内部または「コア」ストリーム(図6Aにおける流体604)および外部または「クラッディング」ストリーム(図6Aにおける流体602)の流量の関数としてのシステム内の流れ挙動のプロットを示すものである。 7A is a stable jet and / or status droplets (dropets) is generated, and unstable flow occurs, including situations where the droplets are not generated, the various flow observed at each different flow rate shows the situation shows a plot of the flow behavior of the system as a function of the flow rate of (the fluid 602 in FIG. 6A) internal or "core" stream (fluid 604 in FIG. 6A) and external or "cladding" stream . 例えば、内部ストリームの流量が、外部ストリームの所与の流量に対して十分に高いとき、図7Bの一番上の光学顕微鏡像に示されているような安定したウォータージェットが注入チャネル内で形成された(丸)。 For example, formation flow within the stream, when sufficiently high for a given flow rate of the external stream, stable water jet as shown at the top optical microscope image of FIG. 7B in inlet channel It has been (circles). 対照的に、内部ストリームの流量が減少したとき、ジェットは不安定になり、図7Bの真ん中の光学顕微鏡像に示されているように、破壊せずに界面の変動を示した(三角形)。 In contrast, when the flow rate of the internal stream is reduced, the jet becomes unstable, as shown in the optical microscope image of the middle of FIG. 7B, showing a variation of the interface without destroying (triangles). 内部ストリームの流量のさらなる低減は、図7Bの一番下の光学顕微鏡像に示されているようなプラグ様水滴を生じさせた(ばつ印)。 Internal further reduction of the stream flow rates produced a plug-like water drops as shown in the optical microscope image at the bottom of FIG. 7B (Batsushirushi).

内部ストリームの高流量は安定したジェットを生じさせることができたが、必ずしも二相エマルションがそのジェットから生成されるとは限らなかった。 High flow within the stream could be generated a stable jet, but not necessarily two-phase emulsion is not necessarily be generated from the jet. 高流量の内部ストリームの高慣性は、注入チャネルの先端付近の連続相への内部ストリームの漏れの原因となり得、これは図7Aの領域(a)に対応する。 High inertia of the internal streams high flow rate, can become a cause of leakage of the internal streams into the continuous phase in the vicinity of the tip of the injection channel, which corresponds to the area (a) of FIG. 7A. 内部ストリームの流量を領域(b)内の値に設定することで、二相エマルション液滴を噴射モードと滴下モードの両方で生成することが可能になる。 By setting the flow rate of the internal stream to a value in the region (b), it is possible to produce a two-phase emulsion droplets in both injection mode and dripping mode. 例えば、約1200マイクロリットル/時の内部ストリーム流量の場合、図7Cの光学顕微鏡像に示されているように、二相ジェットは、回収チャネルの末端の開口部を通過し、その後、回収チャネルの十分に内側のそのジェットの末端で二相エマルション液滴へと分解した。 For example, if the internal stream flow rate of about 1200 microliters /, as shown in the optical microscope image of FIG. 7C, the two-phase jet, passes through the opening end of the recovery channel, then the recovery channel fully decomposed into two-phase emulsion droplets at the end of the jet inside. 対照的に、この特定のデバイスにおいて800マイクロリットル/時の内部ストリーム流量の場合、図7Dの光学顕微鏡像に示されているように、二相ジェットは、回収チャネルの開口部付近で滴下モードでエマルション化された。 In contrast, when the internal stream flow 800 microliters / hour In this particular device, as shown in the optical microscope image of FIG. 7D, two phase jet, dropwise mode near the opening of the collection channel It has been emulsified. 内部ストリームの流量を400マイクロリットル/時(または図7Aの領域(d)内の任意の他の流量)に設定したとき、図7Eの光学顕微鏡像に示されているように、二相エマルション液滴の不連続生成が観察された。 When setting the flow rate of the internal streams (any other flow in or regions in FIG. 7A (d)) 400 microliters / hour, as shown in the optical microscope image of FIG. 7E, the two-phase emulsion solution discontinuous generation of droplets was observed. 図7C〜7Eに図示する実験のすべてについて、クラッディングストリームの流量を100マイクロリットル/時で維持した。 For all experiments depicted in Figure 7C-, maintaining the flow rate of the cladding stream 100 microliters / hour.

O/W/O型二相エマルション液滴を同様に調製し得る。 The O / W / O type two-phase emulsion droplets can be prepared analogously. O/W/O型二相エマルション液滴を生成するために、2−[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]トリメトキシルシラン(Gelest, Inc.)で注入毛細管壁を被覆してそれを親水性にし、n−オクタデシルトリメトキシルシラン(Aldrich)で回収毛細管壁を被覆してそれを疎水性にした。 To generate the O / W / O type two-phase emulsion droplets, 2- and [methoxy (polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane silanes (Gelest, Inc.) and it covers the injection capillary wall hydrophilic, it was hydrophobic by coating the collected capillary wall with n- octadecyl trimethoxy silanes (Aldrich). 同じ幾何形状だが正反対の表面修飾を有するマイクロ流体デバイスを使用して、図8A〜8Cに図示するようなシリコーン油(AR20)/F108の1重量%水溶液/DC749の2重量%シリコーン油の二相エマルション液滴を調製した。 But the same geometry using the microfluidic device having opposite surface modification silicone oils as shown in FIG 8A~8C (AR20) / F108 biphasic 2 wt% silicone oil 1% by weight aqueous solution / DC749 of the emulsion droplets were prepared. 図8Aは、O/W/O型二相エマルション液滴を調製するために使用したマイクロ流体デバイスの略図である。 8A is a schematic illustration of a microfluidic device used to prepare the O / W / O type two-phase emulsion droplets. 図8B〜8Cは、滴下モードでのO/W/O二相エマルション液滴の生成および結果として得られた単分散二相エマルション液滴を示す光学顕微鏡像である。 FIG 8B~8C is an optical microscope image showing a monodisperse biphasic emulsion droplets was obtained as product and results of the O / W / O two-phase emulsion droplets in dropping mode.

滴下モードで動作させたとき、液滴生成は、2つの競合する力、すなわち、チャネルの末端に液滴を保持する毛細管力と液滴を下流に引っ張る掃流力によって支配されるように見えた。 When operated dropwise mode, droplet generation, two competing forces, ie, it seemed to be governed by the capillary force and the tractive force to pull the liquid droplets downstream to hold the droplet to the end of the channel . 例えば(掃流力に比例する)連続相の流量を制御することにより、二相エマルション液滴のサイズを制御することができる。 For example, by controlling the flow rate of the continuous phase (proportional to the tractive force), it is possible to control the size of the two-phase emulsion droplets. 図9Aは、外部チャネル612における連続流体流量、Q 3の関数としてのエマルション直径のプロットを含み、図9Bは、連続相の表示流量で調製した比較的単分散の二相エマルション液滴の光学顕微鏡像を示す。 Figure 9A includes a plot of emulsion diameter as a function of a continuous fluid flow, Q 3 in the outer channel 612, FIG. 9B, an optical microscope of relatively monodisperse biphasic emulsion droplets prepared by the nominal flow rate of the continuous phase It shows the image. 図9A〜9Bに示されているように、流量を増加させると、二相エマルション液滴の直径は減少した。 As shown in Figure 9A-9B, when increasing the flow rate, the diameter of the two-phase emulsion droplets was reduced. 結果として得られた二相エマルションは、比較的単分散であり、その直径は、1.0〜1.9%の範囲の変動係数を有した。 As a result two-phase emulsion obtained are relatively monodisperse, its diameter had a variation coefficient in the range of 1.0 to 1.9%.

二相エマルション液滴の外層の厚み、tを光学顕微鏡像から正確に測定することは困難であった。 Two-phase emulsion droplets of the outer layer thickness, it is difficult to accurately measure the t from optical microscope image. しかし、二相エマルション液滴の半径(R)と、該二相エマルションを破断させること(その結果、内部「水」相は「油」シェルから出て連続「水」相に輸送され、「油」滴が残る)により調製した単一の「油」滴の半径(R rup )とを比較することによって、この外層の厚みを推定することもできた。 However, the radius (R) of the two-phase emulsion droplets, thereby breaking the two-phase emulsion (as a result, the internal "water" phase is transported into a continuous "water" phase out "oil" shell, "oil by comparing the radius of the single "oil" droplets prepared (R rup) by "drop remains), it was possible to estimate the thickness of the outer layer. 破断前の「油」シェル厚みは、初期「油」シェルの体積(方程式2の左手側)が、二相エマルションの破断後に形成される「油」滴の体積(方程式2の右手側)と等しくなることに留意して、次の質量平衡方程式を用いて計算することができる: "Oil" shell thickness before break, initial "oil" shell volume (left-hand side of Equation 2) is equal to the volume of the "oil" droplets formed after breaking of the two-phase emulsion (the right hand side of Equation 2) in mind that becomes, it can be calculated using the following mass balance equation:
方程式2を並び替えてシェル厚を計算することで、 By calculating the shell thickness by rearranging the equation 2,
が得られる。 It is obtained.

一例として、二相エマルションへの機械力の印加による二相エマルション液滴の破断を表す2つの光学顕微鏡像を図9Dに示す。 As an example, the two optical microscope image showing a fracture of the two-phase emulsion droplets by application of mechanical force to the two-phase emulsion in Figure 9D. 具体的には、二相エマルション液滴の懸濁液をスライドガラスの上に配置し、固体表面、例えば卓上でそのスライドガラスを軽くたたくことによって、それらの二相エマルション液滴を破断させた。 Specifically, to place the suspension of the two-phase emulsion droplets on a slide glass, a solid surface, by tapping the slide glass tabletop example was broken their two-phase emulsion droplets. 二相エマルションの破断の結果として単相エマルション液滴(図9Dに点線の丸で示す)が生じた。 Single-phase emulsion droplet (shown by a dotted circle in FIG. 9D) occurs as a result of the breaking of the two-phase emulsion. これら2つの画像で観察される半径は、R=61マイクロメートルおよびR rup =19マイクロメートルであり、その結果、620nmの厚みを得た。 Radius observed in these two images, R = 61 is micrometer and R rup = 19 microns, resulting in a thickness of 620 nm.

同様に、内部ストリーム604(Q 1 )の外部ストリーム602(Q 2 )に対する様々な相対流量で生成した様々な二相エマルション液滴を使用して、これらの二相エマルション液滴の外層の厚みを計算した(図9C参照)。 Similarly, using a variety of two-phase emulsion droplets generated at various relative flow rate for the output stream 602 (Q 2) of the internal stream 604 (Q 1), the thickness of the outer layer of these two-phase emulsion droplets calculated (see FIG. 9C). 図9Cにおいて、上部曲線は、安定した噴射または液滴モードにより調製した二相エマルション液滴の外部流体の厚みを示し、一方、そのプロットの下部の2つのデータ点は、不連続滴下を用いて調製した二相エマルション液滴からのものである。 In Figure 9C, the upper curve shows the thickness of the external fluid stable injection or two-phase emulsion droplets prepared by the droplet mode, whereas, the two data points at the bottom of the plot, using a discontinuous dropping prepared is from the two-phase emulsion droplets. データにフィットした図9Cの上部曲線は、質量平衡方程式に関係づけられる。 The top curve of Figure 9C which fits the data is related to the mass balance equations. 具体的には、質量保存から下の方程式4および5を導くことができる: Specifically, it is possible to derive the equations 4 and 5 below from the mass storage:
(式中、fは、液滴生成頻度である)。 (Wherein, f is a droplet generation frequency). 式4で式5を割り、並べ替えることにより、次の方程式を得ることができる: Dividing Equation 5 in Equation 4, by rearranging, can be obtained following equation:

対照的に、不連続滴下モードは、流量に関係なく、非常に小さい相対厚みを有する外部流体層を含む二相エマルション液滴を生じさせた。 In contrast, discontinuous dropping mode, regardless of flow rate, resulted in a two-phase emulsion droplets including an external fluid layer having a very small relative thickness. いずれの特定の理論によっても拘束されることを望まないが、この状況は、プラグ様水滴と注入チャネルの内壁の間に位置する(最終的に二相エマルションの外層を形成する)油層の量が非常に少ないため、一貫して薄い外部流体層を形成することができた。 While not wishing to be bound by any particular theory, this situation is situated between the inner wall of the plug-like water droplets and inlet channel (eventually forming the outer layer of the two-phase emulsion) an amount of oil layer since very little, it was possible to form a consistently thin outer fluid layers. 実際、この流れ状況では、注入された油の大部分がプラグ様水滴間に位置し、その結果、最終的に二相エマルションのコアを形成する水滴間に収容された比較的大きな油プラグが生成された。 In fact, in this flow situation, most of the injected oil is located between the plug-like water droplets, are a result, finally a relatively large oil plug housed between water droplets to form the core of the two-phase emulsion produced It has been. 水滴に隣接する位置には殆ど油がなかったため外層を生成するために油を殆ど利用できず、外層は非常に薄かった。 Can not almost use the oil little to produce an outer layer for the oil was not a position adjacent to the water droplets, the outer layer was very thinner. 注入された油流の大部分は、2個の隣接水滴間にあり、二相エマルション液滴を形成するのではなく出口開口部で大きな油滴を形成した。 Most of the injected oil flow is located between two adjacent water droplets, formed large oil droplets in the outlet opening instead of forming a two-phase emulsion droplets. 非連続滴下モードは、薄い外部流体層を有する比較的単分散の二相エマルション液滴と、大きな油滴(単相エマルション液滴)の両方を生じさせたが、その混合物からの二相エマルション液滴の分離は、二相エマルション液滴と単相エマルション液滴との密度差を利用するによって容易に果たすことができた:二相エマルション液滴の平均密度は、水性内部流体の密度とほぼ同じであり、その一方で単相エマルション油滴の密度は、それらの液滴を包囲する油溶液の密度とほぼ同じであった。 Non continuous dropping mode, thin and relatively monodisperse biphasic emulsion droplets having an external fluid layer is caused both large oil droplets (single phase emulsion droplet), two-phase emulsion liquid from the mixture separation of the drops could be easily perform by utilizing the density difference between the two-phase emulsion droplets and single-phase emulsion droplets: the average density of the two-phase emulsion droplets is substantially the same as the density of the aqueous internal fluid , and the density of the while single-phase emulsion oil droplets is approximately the same as the density of the oil solution surrounding their droplets. それ故、前記2タイプの液滴をそれらの密度差に基づいて容易に分離することができた。 Therefore, it was possible to easily separate the basis of the two types of droplets to their density differences.

外相から流体を除去して、その外相の流体中に元々含有されていた材料から固相を生成することにより、二相エマルション液滴を使用してマイクロカプセルを作った。 And removing fluid from the external phase, by generating a solid phase material that was originally contained in the fluid of the outer phase to make a microcapsule using a two-phase emulsion droplets. 具体的な例として、一部のケースでは、水中の高分子量を有するポリマーの濃縮有機溶液を外相として使用した。 As a specific example, in some cases, using concentrated organic solution of a polymer having a high molecular weight water as external phase. 比較的薄い外部流体層を含有する二相エマルション液滴を生成し、この比較的薄い外部流体層を凝固させてシェルを形成し、このシェルが、結果として得られる粒子に安定性をもたらした。 To produce a two-phase emulsion droplets containing a relatively thin outer fluid layer, solidifying the relatively thin outer fluid layer to form a shell, the shell is brought stability to the particles resulting. これらの粒子は、含有する内部流体の周囲にそれらそれぞれの凝固シェルを比較的長時間にわたって分断されることなく維持することができた。 These particles could be maintained without being separated over a relatively long period of time each solidified shell thereof around the inner fluid containing.

本明細書において論じる利点の一部を説明するために、流体を含有するシェルを有するポリマー粒子であって、該シェルがポリ(乳酸)(PLA、MW 15,000)から形成されたものであるポリマー粒子を調製した。 To illustrate some of the advantages discussed herein, a polymer particle having a shell containing a fluid, the shell is poly (lactic acid) (PLA, MW 15,000) polymer particles is one formed from It was prepared. W/O/W型二相エマルション液滴を生成するために、緑色色素、8−ヒドロキシル−1,3,6−ピレントリスルホン酸・三ナトリウム塩、を含有するPVAの10重量%水溶液を内相に使用した。 Inner to produce a W / O / W type two-phase emulsion droplets, green dye, 8-hydroxyl-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid trisodium salt, 10 wt% aqueous solution of PVA containing It was used in phase. 赤色色素、ナイルレッド、を含有するトルエン中の20重量%のPLAを外相に使用した。 Red dye, Nile Red, a 20 wt% PLA in toluene containing were used to the external phase. PVAの3重量%水溶液をキャリア流体に用いた。 3% by weight aqueous solution of PVA was used in the carrier fluid. おおよそ1,000個の二相エマルション液滴を滴下方式で毎秒生成した。 Approximately generated per second in a dropwise manner to 1,000 of the two-phase emulsion droplets. 図10A〜10Bの光学顕微鏡像に図示されている、得られた液滴は、比較的単分散であることが判明した。 Is shown in the optical micrograph of FIG. 10A-10B, the resulting droplets was found to be relatively monodisperse.

外部流体層からトルエンを除去するために、その懸濁液を65℃の温度に2時間曝露した。 To remove the toluene from the external fluid layer was exposed for 2 hours the suspension to a temperature of 65 ° C.. この工程中に、トルエンは外相からPVAキャリア流体へと拡散し、その後そのPVAキャリア流体からトルエンを65℃で蒸発させた。 During this step, toluene diffuses into the PVA carrier fluid from the external phase and evaporated then 65 ° C. The toluene from the PVA carrier fluid. この固結段階の後、図10C〜10Dの共焦点顕微鏡像に示されているようなポリマー粒子が生成された。 After this consolidation step, the polymer particles as shown in the confocal microscope image of FIG 10C~10D generated. 最大倍率で、それらの粒子のシェルの厚みは、図10Dから分かるように500nmより小さいと観測された。 The maximum magnification, the thickness of the shell of the particles was observed to 500nm smaller as seen from FIG. 10D. そのシェル断面の走査型電子顕微鏡(SEM)像も撮影し、この像は、図10Dの挿入図に示すように、シェルの厚みが約80nmであることを示した。 Also taking a scanning electron microscope (SEM) image of the shell section, this image, as shown in the inset of Figure 10D, shows that the thickness of the shell is about 80 nm. これは、特に、外部流体層が固結中に有意に収縮し得たことを考えると、共焦点顕微鏡像と一致した。 This is particularly, considering that the external fluid layer was able to significantly shrink during consolidation, it was consistent with the confocal microscope image.

ミクロ流体閉じ込めチャネルでの安定した同軸流を用いる一段階エマルション化プロセスによって高次多相エマルション液滴を生成した。 To produce a higher order multiple emulsion droplets by one-step emulsification process using a stable co-flow in microfluidic confinement channels. A−A'面、B−B'面およびC−C'面に沿ってとった3つの断面概略図を含めて、油中水中油中水(W 1 /O 2 /W 3 /O 4 )の三相エマルション液滴を生成するために使用したデバイス構成を図11Aに概略図示する。 Plane A-A ', B-B' plane and C-C 'including three schematic cross-sectional view taken along the plane, oil-in-water-in-oil-in-water (W 1 / O 2 / W 3 / O 4) schematically illustrated in Figure 11A the device configuration used to generate the three-phase emulsion droplets. このデバイスは、第三の方形チャネル706に挿入された先細注入チャネル702および回収チャネル704を備えていた。 The device was equipped with a third inserted into rectangular channel 706 a tapered inlet channel 702 and the recovery channel 704. 2つの不混和性流体を同時に流すために、C−C'に沿ってとった断面に示されているに回収チャネルと方形チャネル706の間の空間に小さい先細チャネル708も挿入した。 In order to flow the two immiscible fluids were simultaneously inserted also tapered small spatial channel 708 between the C-C recovered are shown in cross-section taken along the 'channel and rectangular channel 706. 水性相流体710を注入チャネルに通して内部コアを形成し、その一方で油相流体712を注入チャネル702の周囲のチャネル706に通して、結果として得られる多相エマルション液滴のための流体の外層を形成した。 Forming an inner core through the aqueous phase fluid 710 into the injection channel, through the other hand oil phase fluid 712 around the channel 706 of the inlet channel 702, the fluid for the multiple emulsion droplets resulting the outer layer was formed.

この実施例において、チャネル706の内面は、親水性表面を有し、その一方で(チャネル706に対向する)チャネル702および704の外面は、疎水性である。 In this embodiment, the inner surface of the channel 706 has a hydrophilic surface, while (facing the channel 706) the outer surface of the channel 702 and 704, it is hydrophobic. 2−[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]トリメトキシルシラン(Gelest, Inc.)を使用してチャネル706の前記壁を親水性にし、その一方で、n−オクタデシルトリメトキシルシラン(Aldrich)を使用してチャネル702および704の前記壁を疎水性にした。 2- and [methoxy (polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane silanes (Gelest, Inc.) using the wall of the channel 706 to the hydrophilic, on the other hand, using n- octadecyl trimethoxy silanes (Aldrich) the walls of the channels 702 and 704 were hydrophobic. 三相エマルション液滴を調製するために、水を最内相710に使用し、1重量%SPAN 80界面活性剤を有するヘキサデカンを油相712に(すなわち、第一の「油」シェルに)使用し、3重量%ポリ(ビニルアルコール)(PVA)と1重量%F108界面活性剤の水溶液を水相714に(すなわち、第二の「水」シェルに)使用し、および1重量%SPAN 80を有するヘキサデカンを連続相716として使用した。 To prepare the three-phase emulsion droplets, the water used in the outermost internal phase 710, the oil phase 712 hexadecane having 1 wt% SPAN 80 surfactant (i.e., the first "oil" shell) using and, 3% by weight of poly aqueous (vinyl alcohol) (PVA) and 1 wt% F 108 surfactant to the aqueous phase 714 (i.e., the second to "water" shell) was used, and 1 wt% SPAN 80 hexadecane having been used as a continuous phase 716. 水714と油716の両方をチャネル706の右側から回収チャネル704とチャネル706の間に導入すると、B−B'の断面に示されているように水714が油716を遮蔽して油は回収チャネル704の外面に沿って進んだ。 The introduction of both water 714 and oil 716 from the right side of the channel 706 between the recovery channel 704 and channel 706, the water 714 as shown in the cross section of B-B 'is to shield the oil 716 oil recovery advanced along the outer surface of the channel 704. この配置では、流体は回収チャネルの開口部において同軸界面を形成し、それが一段階エマルション化プロセスでの三相エマルション液滴の形成を助長した。 In this arrangement, the fluid forms a coaxial interface in the opening of the collecting channel, it is conducive to formation of a three-phase emulsion droplets in a one-step emulsification process.

三相エマルション液滴の調製のために、水(W 1 )および1重量%SPAN 80界面活性剤を有するヘキサデカン(O 2 )を注入チャネル702におよび注入チャネル602とチャネル706の間にそれぞれ通し、その一方で、3重量%ポリ(ビニルアルコール)(PVA)および1重量%F108界面活性剤の水溶液(W 3 )と1重量%SPAN 80を有するヘキサデカン(O 4 )の両方を回収チャネル704と方形チャネル706の間のチャネルに通した。 For the preparation of a three-phase emulsion droplets, through each between water (W 1) and 1 wt% SPAN 80 hexadecane having surfactant (O 2) in the injection channel 702 and inlet channel 602 and channel 706, On the other hand, 3 wt% poly (vinyl alcohol) (PVA) and 1 aqueous solution of wt% F 108 surfactant (W 3) and 1 wt% both recovery channel 704 and rectangular hexadecane (O 4) having a SPAN 80 through the channel between the channel 706. 水(W 3 )およびヘキサデカン界面活性剤溶液(O 4 )は、同軸界面を形成し、左側からの水(W 1 )およびヘキサデカン(O 2 )と一緒にそれらを回収チャネル704の開口部内へと進めた。 Water (W 3) and hexadecane surfactant solution (O 4) forms a coaxial interface, and those with water (W 1) and hexadecane (O 2) from the left side into the opening of the collecting channel 704 advanced was. この配置を用いて、三相エマルション液滴W 1 /O 2 /W 3 /O 4を回収チャネル704内で調製した。 With this arrangement, to prepare a three-phase emulsion droplet W 1 / O 2 / W 3 / O 4 in the recovery channel 704. それらの三相エマルション液滴は、図11B~11Cの光学顕微鏡像に表示されている。 Their three phase emulsion droplets are displayed in the optical microscope image of FIG. 11B ~ 11C. 図1B中の白矢印は、流体層W の水性ストリームを示す。 White arrows in FIG. 1B shows the aqueous stream of the fluid layer W 3. O 2 /W 3およびW 3 /O 4の2つの同軸界面を形成することにより、O 2 、W 3およびO 4の三相を回収チャネル704の開口部に通し、その一方で(少なくともこの実施例では、滴下モードで注入チャネル702の先端において生成された)内部流体水滴(W 1 )は、それらの同軸界面の破壊を誘発して最終多相エマルション液滴を形成した。 O by forming two coaxial interface 2 / W 3 and W 3 / O 4, passed through three phases of O 2, W 3 and O 4 with the opening of the collecting channel 704, on the other hand (at least this embodiment in the example, dropping generated at the tip of the injection channel 702 in the mode) internal fluid water droplets (W 1) formed a final multiple emulsion droplets by inducing the destruction of their coaxial interface.

この配置では、水性内相の流量(Q 1 )が三相エマルション液滴のサイズを決めた。 In this arrangement, the aqueous internal phase flow (Q 1) is sized three-phase emulsion droplets. 図12Aは、内部水性相の流量(Q 1 )の関数としてのW/O/W/O型三相エマルション液滴における内部流体液滴の直径(D 1 )、中間流体液滴の直径(D 2 )および外部流体液滴の直径(D 3 )のプロットであり、この場合、中間流体相の流量(Q 2 )、外部流体相の流量(Q 3 )およびキャリア油流体相の流量(Q 4 )を2mL/時、1mL/時および3mL/時でそれぞれ保持した。 12A is an internal aqueous phase of the flow (Q 1) the diameter of the inner fluid droplets in W / O / W / O type three-phase emulsion droplets as a function of (D 1), the middle fluid droplet diameter (D 2) and a plot of external fluid droplet diameter (D 3), in this case, the intermediate fluid phase flow rate (Q 2), the external fluid phase flow (Q 3) and a carrier oil fluid phase flow rates (Q 4 ) when 2 mL / were respectively held in a time 1 mL / h and 3 mL /. 三角形(上向三角)および逆三角形(下向三角)は、質量平衡から計算した直径D 2およびD 3を示す。 Triangles (upward triangles), and inverted triangles (downward triangle) shows a diameter D 2 and D 3 were calculated from the mass balance. 水性内相の流量Q 1を増加させると、滴下条件下で直径(D 1 )が有意に変化することなく、内部流体液滴が生成される頻度が増加した。 Increasing the flow rate to Q 1 aqueous internal phase, without the diameter (D 1) varies significantly dropwise conditions, the frequency of the internal fluid droplets are generated is increased. 加えて、流量Q 1が増加すると、破壊頻度が増加し、その結果、中間液滴の直径(D 2 )および外部液滴の直径(D 3 )が低減された。 In addition, the flow rate Q 1 is increased, broken frequency is increased, as a result, the intermediate droplet diameter (D 2) and the outer droplet diameter (D 3) is reduced. いずれの特定の理論によっても拘束されることを望まないが、内部液滴直径D 1のわずかな増加は、疎水性注入チャネルの先端の水性内部ストリームの接触線の位置の変化に起因すると考えることができる。 While not wishing to be bound by any particular theory, be considered as a slight increase in the internal droplet diameter D 1 is due to a change in the position of the contact line of aqueous interior stream of the tip of hydrophobic inlet channel can. コア液滴誘発破壊を説明する次の質量平衡方程式を用いて直径D 2およびD 3を計算することができる: The following mass balance equations describing the core droplets induced breakdown can be calculated diameter D 2 and D 3 with:
(式中、Q 2およびQ 3は、それぞれO 2およびW 3の体積流量である)。 (Wherein, Q 2 and Q 3 is the volume flow rate of O 2 and W 3, respectively). D 3の計算直径は、実験により測定した直径と一致するようであった。 Calculating the diameter of D 3 appeared to coincide with the diameter determined by experiments.

図12Bは、50マイクロリットル/時(一番上)、200マイクロリットル/時、800マイクロリットル/時、および2600マイクロリットル/時(一番下)のQ 1値での下流エマルションの光学顕微鏡像を示すものである。 Figure 12B (top) 50 microliters / hour, 200 microliters / hour, 800 microliters / hour, and 2600 microliters / hr optical microscope image of the downstream emulsion by Q 1 value (bottom) It shows a. 2つの異なるQ 1値(0.2mL/時および1.6mL/時)で生成された単分散三相エマルション液滴の光学顕微鏡像をそれぞれ図12Cおよび12Dに表示する。 Two different Q 1 value (0.2 mL / h and 1.6 mL / hr) produced by monodisperse triple emulsion droplets optical microscope image displays in FIGS 12C and 12D.

より大きいQ 2値については、液滴破壊メカニズムがコア液滴誘発から噴射に変化した。 For larger Q 2 value, droplet disruption mechanism is changed to the injection core droplets induced. 図13Aの光学顕微鏡像に図示されているように、同軸界面が長いジェットを形成し、任意の望ましい数のコア液滴を含有するプラグ様液滴を生成することができた。 As shown in the optical micrograph of FIG. 13A, a coaxial interface to form long jet, it was possible to produce a plug-like droplets containing core droplets any desired number. 図13Bは、内部流体ストリームの体積流量(Q 1 )の関数としてのエマルションの中に形成された内部流体液滴の数のプロットである。 Figure 13B is the number of plots of internal fluid droplets formed in the emulsion as a function of volumetric flow rate of the internal fluid stream (Q 1). 図13Bに示すように、内部液滴生成と界面破壊の相対頻度を決めるQ 1を調節することによって、内部流体液滴の数を制御することができる。 As shown in FIG. 13B, by adjusting the Q 1 for determining the relative frequency of the internal droplet generation and interfacial failure, it is possible to control the number of internal fluid droplets. 図13Bでは、中間油相の流量(Q 2 )、外部水性相の流量(Q 3 )およびキャリア油相の流量(Q 4 )をそれぞれ4.0mL/時、1.4mL/時および3.0mL/時で保持した。 In FIG. 13B, the intermediate oil phase flow rate (Q 2), the external aqueous phase flow (Q 3) and a carrier oil phase flow rate (Q 4) when 4.0 mL / each, 1.4 mL / h and 3.0 mL / hour for It was held. 図13Cは、それぞれの顕微鏡像ごとに表示されているような様々な数のコア液滴を含有する三相エマルション液滴を示す光学顕微鏡像を示すものである。 Figure 13C shows an optical microscope image showing a three-phase emulsion droplets containing various numbers of core droplets as displayed for each micrograph.

実質的に単分散の四相エマルション液滴も一段階エマルション化プロセスを用いて調製した。 Four-phase emulsion droplets of substantially monodispersed were also prepared using a one-step emulsification process. 四相エマルション液滴を生成するために使用したデバイスは、三相エマルション液滴を生成するために使用したデバイスに類似しており、それを(面A−A'、B−B'、C−C'およびD−D'に沿った断面略図を含めて)図14Aに概略図示する。 Device used to generate the four-phase emulsion droplets is similar to the device used to generate the three-phase emulsion droplets, it (the surface A-A ', B-B', C- including schematic sectional view along C 'and D-D') is shown schematically in Figure 14A. チャネル806の左側および右側両方からの2つの二相ストリームが3つの同軸界面を形成した。 Two two-phase stream from the left and right both channels 806 to form three coaxial interface. コア液滴によって誘発される界面の破壊により四相エマルション液滴を作った。 It made four phase emulsion droplets by disruption of the interface induced by the core droplets. W 1 /O 2 /W 3 /O 4 /W 5四相エマルション液滴のために、上で説明したものに類似した技法を用いて、注入チャネル802および該注入チャネルの反対側の方形チャネル806の部分804を疎水性になるように処理し、回収チャネル808および前記方形チャネルの残部810を親水性になるように処理した。 W 1 / O 2 / W 3 / O 4 / W 5 for the four-phase emulsion droplet, using techniques similar to those described above, the injection channel 802 and the infusion channel rectangular channel of the opposite 806 processing the portion 804 to be hydrophobic, the collection channel 808 and the rectangular channel of the balance 810 was treated to be hydrophilic. 方形チャネル806の内壁を2つの別個の領域に変更するために、2つの方形チャネルを異なるシランカップリング剤で処理し、その後、互いに接続して単一チャネルにした。 To change the inner wall of the rectangular channel 806 into two distinct regions, processing the two square channels with different silane coupling agents, followed by a single channel connected to each other. それら2チャネル間の間隙をエポキシ樹脂によって封止して単一チャネルにした。 And a single channel to seal the gap between those two channels by an epoxy resin. O 2 /W 3 、W 3 /O 4およびO 4 /W 5の3つの同心円状界面の破壊を内部流体液滴の注入によって誘発し、その結果、図14B〜14Dの光学顕微鏡像に示されているような実質的に単分散の四相エマルション液滴を得た。 O 2 / W 3, W 3 / O 4 and O 4 / W destruction of three concentric interface 5 induced by injection of an internal fluid droplets, so that, as shown in the optical microscope image of FIG 14B~14D to obtain a substantially four-phase emulsion droplets monodisperse such as those. 破壊は、内部界面から外部界面へと逐次的に発生した。 Disruption was sequentially generated from the inside surface to the outside surface.

図15Aに(面A−A'、B−B'、C−C'およびD−D'に沿った断面略図を含めて)概略図示するような、W/O/W/O/Wエマルションを生成するために使用したデバイスと同じ幾何形状を有するが逆の化学修飾を施したデバイスを使用して、O/W/O/W/O配置を有する逆四相エマルション液滴も生成した。 Figure 15A (surface A-A ', B-B', C-C 'and D-D' including a schematic sectional view taken along a) as shown schematically, a W / O / W / O / W emulsion It has the same geometry as the device that was used to generate by using a device that performs an inverse chemical modification, reverse four-phase emulsion droplets having an O / W / O / W / O arrangement was also generated. 図15B〜15Dは、結果として得た四相エマルションを示す光学顕微鏡像を含む。 FIG 15B~15D includes an optical microscope image showing a four-phase emulsion resulting.

この実施例は、ナノスケールの厚みを有するシェルを含むポリマー粒子を作るための一定のマイクロ流体技術の使用を説明するものである。 This example illustrates the use of certain microfluidic techniques for making polymer particles comprising a shell having a thickness of nanoscale. 前記ポリマーシェルは、運搬中は固体のままであり、適する標的媒体、例えば、炭化水素油(例えば、任意の芳香族もしくは短鎖炭化水素油、または本明細書において論ずるような他の油)との接触により液化して、その粒子内に収容されている流体および/または薬剤をその油(または他の標的媒体)に局所輸送するように設計した。 The polymeric shell, during transportation remains solid suitable target medium, e.g., a hydrocarbon oil (e.g., other oils, such as discussed in any of the aromatic or short chain hydrocarbon oils or herein) liquefied by contact, were designed fluids and / or drugs are contained within the particles to local delivery the oil (or other target media). 固体ポリマーシェルを油に曝露し、その後、そのシェルが分断されると、粒子の内容物の放出が誘発された。 The solid polymeric shell exposed to the oil, then, if the shell is divided, it induced the release of the contents of the particle. 例えば、シェルの少なくとも一部分は、液化しておよび/または粘弾性流体のように挙動して、粒子内の流体および/または薬剤を標的媒体に曝露することができる。 For example, at least a portion of the shell is to behave like liquefied by and / or viscoelastic fluid may be a fluid and / or drug in the particle is exposed to the target medium. 一部の実施形態において、粒子の液化したシェルは迅速に収縮して、その粒子の中から流体および/または薬剤を油に排出または別様に輸送することができる。 In some embodiments, may be the liquefied shell particles to rapidly shrink, transported to the discharge or otherwise fluids and / or drugs from the particles in the oil. いずれの特定の理論によって拘束されることを望まないが、一部のケースでは粒子のシェルが収縮してその粒子の界面面積および/または表面エネルギーを減少させると考えられる。 While not wishing to be bound by any particular theory, in some cases it is believed to reduce the interfacial area and / or surface energy of the particles and the shell particles contracted. 粒子が薬剤および/または流体を(例えば、該粒子から該流体および/または薬剤を排出することにより)標的媒体に曝露するために要する時間を、例えば、ポリマーの分子量を変えることによって調整することができる。 Particles of drugs and / or fluids (e.g., by discharging the fluid and / or drug from the particles) the time required to expose the target medium, for example, be adjusted by varying the molecular weight of the polymer it can. これを油または他の標的媒体の組成に依存して調節することもできる。 This can also be adjusted depending on the composition of the oil or other target media. この誘発放出方法を様々な異なる用途に、例えば、石油増進回収(EOR:enhanced oil recovery)などの貯留用途、または本明細書に記載するものなどの他の用途に用いることができる。 The induced release method in a variety of different applications, for example, enhanced oil recovery (EOR: enhanced oil recovery) can be used in other applications, such as those described storage applications or herein, such as.

(実施例1において一般に説明した)マイクロ流体デバイスを使用する二相エマルションテンプレートを用いて、例えば約100nmから約1マイクロメートルの範囲の厚みを有するシェルに1つ以上の薬剤を含めた。 (As generally described in Example 1) using a two-phase emulsion template using a microfluidic device, including one or more agents to the shell with a thickness ranging for example from about 100nm to about 1 micrometer. 様々な実施形態において、前記マイクロ流体デバイスは、粒子の特性、例えば、機械的安定性、放出、および/または負荷効率の制御を可能にした。 In various embodiments, the microfluidic device, the characteristics of the particles, for example, mechanical stability, and allows control of the release, and / or load efficiency. 前記マイクロ流体デバイスは、容易な製造、例えば、所望の特性を有する粒子の生成、および/または様々な用途で使用するための粒子の特性のテーラリングも可能にした。 The microfluidic device, easy manufacture, for example, and also allows the tailoring of the properties of the particles for use in the desired product of particles having the characteristics, and / or various applications.

この実施例では、90mLの水に10gのPVA(MW=13000〜23000、Aldrich)を溶解することによってキャリア流体を調製した。 In this example, 10 g of PVA (MW = 13000~23000, Aldrich) in water 90mL and the carrier fluid was prepared by dissolving. 外部流体は、トルエンに溶解した8重量%線状ポリスチレン(MW=20000〜800000、Aldrich)および0.01gのナイルレッド(蛍光色素、Sigma)の溶液を使用して形成した。 External fluid was formed using a solution of 8 wt% linear polystyrene dissolved in toluene (MW = 20000-800000, Aldrich) and 0.01g of Nile Red (fluorescent dye, Sigma). 内部またはコア流体は、9mLの水に1gのPVA(MW=13000〜23000、Aldrich)を溶解することによって調製した。 Internal or core fluid is water of 9 mL 1 g of PVA (MW = 13000~23000, Aldrich) was prepared by dissolving. 共焦点顕微鏡法によってコアを可視化するために、0.05gのDex-FITC(Polysciences)を内部流体溶液に添加した。 To visualize the core by confocal microscopy, it was added 0.05g of Dex-FITC and (Polysciences) inside fluid solution. シリンジポンプ(Harvard PHD 2000シリーズ)を使用して、すべての流体をマイクロ流体デバイスに送った。 Using a syringe pump (Harvard PHD 2000 series), I sent all of the fluid to the microfluidic device. 連続、中間およびコア流体の流量をそれぞれ300、500および20,000マイクロリットル/時に設定した。 Continuous, and the flow rate of the intermediate and core fluid respectively set 300, 500 and 20,000 microliters / hour. 一例として、図16における共焦点顕微鏡像は、標識界面活性剤、10重量%PVAを封入しているポリスチレン(PS)を示す。 As an example, a confocal microscope image in FIG. 16, labeled surfactants show a polystyrene (PS) encapsulating a 10 wt% PVA.

熱処理工程(65℃、2時間)を用いて外部流体内部の溶剤(トルエン)を液滴から蒸発させることによってシェルを形成するように外部流体を凝固させて、固体線状ポリマーを含むシェルを形成した。 A heat treatment step (65 ° C., 2 hours) the solvent (toluene) of the internal external fluid using a solidifying the external fluid so as to form a shell by evaporating from the droplets, forming a shell comprising a solid linear polymer did.

薄い粒子シェルを生成できることは、幾つかの利点をもたらす。 Can be produced thin particle shell provides several advantages. 例えば、この薄いシェルは、頑丈であることが判明し、機械的に破損することなく広範な材料を含有することができ、その上、このシェルは、低濃度または少量の油または炭化水素(または他の適する標的媒体)であってもそれらとの接触によりなお破断することができた。 For example, the thin shell was found to be robust, mechanically can contain a wide range of materials without damaging, thereon, the shell, the low concentrations or small amounts of oil or hydrocarbon (or even other suitable target medium) could be noted broken by contact with them.

この実施例では、ファストカメラ(Phantom V9、Vision Research)を取り付けた倒立型光学顕微鏡(DM-IRB、Leica)を使用してマイクロ流体製造工程をモニターした。 In this example, to monitor the fast camera (Phantom V9, Vision Research) and the mounting inverted optical microscope (DM-IRB, Leica) microfluidic manufacturing process used. 粒子の共焦点像は、走査型共焦点顕微鏡(Leica TCS-SP5)を使用して得た。 Confocal images of the particles were obtained using a scanning confocal microscope (Leica TCS-SP5).

この実施例は、内容物を制御可能に放出するように構成された薄いポリマーシェルを含む粒子の生成を説明するものである。 This example illustrates the production of particles comprising a thin polymeric shell that is configured to controllably release the contents. この実施例では、90mLの水に10gのPVA(重量平均MW=52500〜23000;Aldrich)を溶解することによりキャリア液を調製した。 In this example, 10 g of PVA (weight average MW = 52500~23000; Aldrich) in water 90mL and the carrier solution was prepared by dissolving. 外部流体は、トルエンに溶解した8重量%線状ポリスチレン(MW=20,000〜800,000、Aldrich)および0.01gのナイルレッド(蛍光色素、Sigma)の溶液を使用して形成した。 External fluid was formed using a solution of 8 wt% linear polystyrene dissolved in toluene (MW = 20,000~800,000, Aldrich) and 0.01g of Nile Red (fluorescent dye, Sigma). 内部またはコア流体は、5mLの水に1gの蛍光標識磁性ポリスチレン粒子(Polyscience、サイズ=1マイクロメートル)を分散させることによって調製した。 Internal or core fluid was prepared by dispersing a fluorescent-labeled magnetic polystyrene particles of 1 g (Polyscience, size = 1 micrometer) of water 5 mL. シリンジポンプ(Harvard PHD 2000シリーズ)を使用して、すべての流体をマイクロ流体デバイスに送った。 Using a syringe pump (Harvard PHD 2000 series), I sent all of the fluid to the microfluidic device. コア、中間および連続流体の流量をそれぞれ650、400および12,000マイクロリットル/時に設定した。 Core, and the flow rate of the intermediate and continuous fluid respectively set 650,400 and 12,000 microliters / hour.

図17Aは、より小さな磁性ナノ粒子を一例薬剤として含有する薄いPSシェルを有する粒子のマイクロ流体生成を図示するものである。 Figure 17A is a drawing, schematically illustrating a microfluidic generation of particles with a thin PS shell containing smaller magnetic nanoparticles as an example drug. 薄いPSシェルを有する粒子が回収チャネル内部の注入シャネルの開口部で生成された。 Particle having a thin PS shell is generated by injecting Chanel opening of the inner collecting channel. このマイクロ流体システムは、上で論じたものに類似していた。 The microfluidic system was similar to that discussed above. 図17Bの共焦点顕微鏡像は、非標識PSシェルに含有された蛍光標識PSナノ粒子を含有する粒子を示す。 Confocal microscopy image of FIG. 17B shows the particles containing fluorescent labeled PS nanoparticles contained in unlabeled PS shell. これらのPSナノ粒子は、下で論ずるようにPS容器に閉じ込められることが判明し、これは高封入効率を裏づけた。 These PS nanoparticles were found to be confined in the PS container as discussed below, which confirmed the high encapsulation efficiency.

粒子内に収容されている流体または薬剤の制御放出は、先ずそれらの粒子のシェルを油と接触させ、その後、一部のケースでは、そのシェルが油を吸収し、より流動性になるか、そうでなければ破断されることによって果たすことができる。 Controlled release of fluids or drugs are contained within the particles, firstly the shell of the particles is contacted with the oil, then either in some cases, the shell absorbs the oil becomes more fluid, it is possible to play by being broken otherwise. この固体−流体様転移がシェル欠損を生じさせ、それが、シェルのつぶれ、およびそのシェルに収容されている薬剤のその後の放出を起こさせた。 The solid - fluid-like transition cause shell defect, it is crushed shells, and to cause a subsequent release of the drug contained in the shell. 図18A〜18Cは、この制御放出メカニズムを示す3つの共焦点顕微鏡像を含む。 FIG 18A~18C includes three confocal microscopy images showing the controlled release mechanism. 図18A〜18Cにおいて、ジビニルベンゼン/ポリスチレン(DVB-PS)シェルを含む様々な粒子のシェルは、固体から液体へと粘弾性変換した。 In FIG. 18A to 18C, the shell of the divinylbenzene / polystyrene (DVB-PS) various particles including shells were viscoelastic converted from a solid to liquid. この転移が起こる期間は、油組成に依存して様々であった。 Period this transition occurs, was varied, depending on the oil composition. 粒子のシェルが油を吸収するにつれて、固体シェルは、より液体様粘弾性材料のようになった。 As the shell of the particles to absorb oil, solid shell, it became more like a liquid-like viscoelastic materials. 油との接触中に、少量のシェルが油に溶解して、シェルの欠損を生じさせた。 During contact with the oil, a small amount of the shell is dissolved in the oil, giving rise to a deficiency of the shell. 図18Aにおいて、粒子は、その粒子内に収容されているナノ粒子をそのシェルの欠損部を通して周囲の油に押し出した。 In Figure 18A, the particles were extruded nanoparticles are housed within the particle to the surrounding oil through defects of the shell. ナノ粒子は、つぶれる粒子から押し出され、同時に粒子のサイズが減少した。 Nanoparticles are extruded from collapsing particle size of the particles is reduced at the same time. シェル欠損部からのナノ粒子の排出は、実質的にすべてのナノ粒子がその粒子から完全に押し出されるまで進行した(図18Bおよび18C)。 Discharge of nanoparticles from the shell defect, substantially all of the nanoparticles has progressed to completely pushed out of the particles (Figure 18B and 18C).

もう1セットの実験では、シェルの内部にトリブロックコポリマー(PS-PIP-PS)を含むさらなる粒子を形成した。 In another set of experiments, to form additional particles comprising a triblock copolymer in the interior of the shell (PS-PIP-PS). これらの粒子は、上で論じたものと同様の放出メカニズムを呈示した。 These particles were present the same release mechanism as discussed above. PS-PIP-PSトリブロックコポリマーを含むこれらの粒子は比較的可撓性であり、それにより、これらの粒子は、分断することなくまたはそれらの粒子内に収容されている薬剤を放出することなくその粒径より小さい狭い幾何形状を通過することができた。 These particles containing the PS-PIP-PS triblock copolymers are relatively flexible, whereby these particles, without releasing the medicament contained in no or in those particles be separated I was able to pass through a small narrow geometry than the particle size. 図19A〜19Bは、PS-PIP-PSカプセル(直径=150マイクロメートル)の、それらが狭いガラスマイクロ流体チャネル(直径=80マイクロメートル)によって圧搾されているときの共焦点顕微鏡像を含む。 FIG 19A~19B includes confocal microscope image when PS-PIP-PS capsules (diameter = 150 microns), they are squeezed by a narrow glass microfluidic channel (diameter = 80 microns). 図19Cは、同じ工程の明視野像を含む。 Figure 19C includes a bright field image of the same process. 前記粒子における可撓性シェルの使用により、例えば操作中、包装中、狭いチャネル、開口部を通過中などに、前記粒子がそれらの機械的結着性を保持することが可能になり得る。 During flexible by use of the shell, for example, an operation in the particles, in the packaging, in such a narrow channel, passing through the openings, the particles may be possible to retain their mechanical integrity.

図20は、本発明の一定の実施形態による、粒子を石油増進回収(EOR)プロセスにおいて用いることができる方法を示す略図を含む。 Figure 20 includes according to certain embodiments of the present invention, a schematic diagram illustrating a method that may be used particles in enhanced oil recovery (EOR) processes. 図20において、粒子902は、界面活性剤906を封入しているシェル904を備えている。 In Figure 20, the particles 902 comprises a shell 904 enclosing a surfactant 906. 粒子902を水性ビヒクル907(例えば水)に懸濁させ、油を含有する標的媒体908に輸送することができる。 The particles 902 are suspended in an aqueous vehicle 907 (e.g. water) it can be transported to the target medium 908 containing oil. ビヒクル907と標的媒体908の間の界面910に遭遇すると、粒子902のシェル904の少なくとも一部分は油を吸収し、粘弾性固体−液体転移を受けることができ、シェル904の液化を開始させて、粒子内に収容されている薬剤を標的媒体908に曝露することができる。 Upon encountering the interface 910 between the vehicle 907 and the target medium 908, at least a portion of the shell 904 of particles 902 absorb oil, viscoelastic solid - can receive liquid transfer, to initiate the liquefaction of the shell 904, the medicament contained in the particle can be exposed to the target medium 908. 一部のケースでは、図20に図示されているように、前記薬剤を前記標的媒体に局所的に放出することができる。 In some cases, as illustrated in Figure 20, the agent can be locally released into the target medium.

これらの実施例におけるポリマーシェルは、ポリスチレン(PS)、ポリカプロラクトン(PCL)をはじめとする様々なポリマー、および/または様々な他のポリマーを使用して形成することができる。 Polymeric shell in these examples, may be formed by using polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL) various polymers including, and / or various other polymers. 一例として、粒子のシェルにPCLを組み込むことにより、その粒子内に収容されている流体および/または薬剤の制御放出を、環境のpH、例えば標的媒体のpHに依存して行うことができる。 As an example, by incorporating the PCL in the particle shell, it can effect controlled release of the fluid and / or drugs are contained within the particles, depending on the pH of the environment of the pH, for example, the target medium. シェルにおけるpH依存性材料の使用は、標的薬物送達などの用途においても有用であり得る。 The use of pH-dependent material in the shell may also be useful in applications such as targeted drug delivery. 一例として、(例えば、NMR探査による地域残油(ROIP:residual oil in place)の同定に有用な)磁性粒子の標的送達を達成することもできる。 As an example, (e.g., region by NMR exploration resid (ROIP: residual oil in place) identified useful in) it can also be achieved targeted delivery of the magnetic particles. 使用することができる磁性粒子の例としては、酸化鉄、磁鉄鉱、赤鉄鉱、鉄を含有する他の化合物、またはこれらに類するものが挙げられる。 Examples of magnetic particles which can be used, iron oxide, magnetite, hematite, other compounds containing iron, or the like the like.

この実施形態におけるすべての実験について、ファストカメラ(Phantom V9、Vision Research)を取り付けた倒立型光学顕微鏡(DM-IRB、Leica)を使用してマイクロ流体製造工程をモニターした。 For all experiments in this embodiment, to monitor the fast camera (Phantom V9, Vision Research) and the mounting inverted optical microscope (DM-IRB, Leica) microfluidic manufacturing process used. 乾燥粒子の明視野像は、カメラ(QImaging QICAM)を装備した倒立型光学顕微鏡(DM-IRB、Leica)で撮影した。 Bright field image of the dry particles, captured by the camera (QImaging QICAM) equipped with an inverted optical microscope (DM-IRB, Leica). 粒子の共焦点像は、走査型共焦点顕微鏡(Leica TCS-SP5)を使用して得た。 Confocal images of the particles were obtained using a scanning confocal microscope (Leica TCS-SP5). SEM(走査型電子顕微鏡法)像は、Zeiss Ultra55電界放出顕微鏡(FESEM:field emission scanning electron microsopy)(電界放出走査顕微鏡法)で収集した。 SEM (scanning electron microscopy) images, Zeiss ULTRA55 field emission microscope were collected at (FESEM field emission scanning electron microsopy) (field emission scanning microscopy).

本発明の幾つかの実施形態を本明細書において説明および説明したが、当業者は、本明細書に記載する機能を実施するためのならびに/または本明細書に記載する結果および/もしくは1つ以上の利点を得るための様々な他の手段および/または構造を容易に想像するであろう。 While several embodiments of the present invention have been described and described herein, those skilled in the art, the results and / or one described and / or described herein for performing the functions described herein It will readily envision a variety of other means and / or structures for obtaining the above advantages. かかる変型および/または変更は、本発明の範囲内であると考えられる。 Such variations and / or modifications are contemplated as being within the scope of this invention. より一般的には、本明細書に記載するすべてのパラメータ、材料および構成が例示を意図したものであること、ならびに実際のパラメータ、寸法、材料および/または構成が、本発明の教示(単数または複数)を用いる具体的な用途(単数または複数)に依存することになることは、当業者には容易に理解されるであろう。 More generally, all the parameters described herein, that the material and configurations are intended to be illustrative, and that the actual parameters, dimensions, materials and / or configurations, the teachings of the present invention (s it will depend on the specific application (s) using multiple) will be readily apparent to those skilled in the art. したがって、上述実施形態が単に例として提示するものであること、ならびに添付の請求項およびそれらの等価物の範囲内で、具体的に記載するまたは請求項に記載するのとは別様に本発明を実施することができることは理解されるはずである。 Accordingly, it is intended that above embodiment is merely presented as examples, and within the scope of the appended claims and their equivalents, otherwise the present invention as described or claim described in detail that can be performed is to be understood. 本発明は、本明細書に記載する個々の特徴、システム、物品、材料、キットおよび/または方法各々に関する。 The present invention is directed to each individual feature described herein, systems, articles, materials, kits, and / or methods, respectively. 加えて、2つ以上のかかる特徴、システム、物品、材料、キットおよび/または方法の任意の組み合わせは、かかる特徴、システム、物品、材料、キットおよび/または方法が互いに矛盾しない場合、本発明の範囲内に包含される。 In addition, two or more such features, systems, articles, materials, any combination of kits and / or methods, such features, systems, articles, materials, if the kit and / or methods are not mutually inconsistent, the present invention It is encompassed within the scope.

本願における本明細書および請求項において用いる不定冠詞「a」および「an」は、相反する明確な指示がない限り、「少なくとも1」を意味すると解釈すべきである。 The indefinite articles "a" used in the specification and claims in this application, "an", unless contrary clear instructions, should be interpreted to mean "at least".

本願における本明細書および請求項において用いる語句「および/または」は、そのように等位接続されている要素、すなわち、あるケースでは接続的に存在し、他のケースでは離接的に存在する要素、の「いずれかまたは両方」を意味すると解釈しなければならない。 The phrase "and / or" used in the specification and claims in this application, so elements which are coordination connected, that is, in some cases exist connectively, exist disjunctive in other cases element, must be interpreted to mean "either or both" of. 相反する明確な指示がない限り、「および/または」節によって具体的に特定される要素以外の他の要素が、具体的に特定される要素と関係があろうと、無関係であろうと、場合により存在することがある。 Unless contrary clear instructions, other elements other than those specifically identified by the "and / or" clause, if it allo and specifically identified as element related, whether independent, optionally there be present. したがって、非限定的な例として、「Aおよび/またはB」への言及は、「含む」などの非限定語とともに用いられているとき、ある実施形態では、BなしでA(B以外の要素を場合により含む);別の実施形態では、AなしでB(A以外の要素を場合により含む);さらに別の実施形態では、AとBの両方(他の要素を場合により含む);などを指す場合がある。 Thus, as a non-limiting example, a reference to "A and / or B", when used in conjunction with non-limiting terms such as "including", in one embodiment, without B A (elements other than B when including the) a; in another embodiment, without a B (optionally including elements other than a); in yet another embodiment optionally comprises both (other elements of a and B); etc. there is a case to refer to.

本願における本明細書および請求項において用いる「または」は、上で定義した「および/または」と同じ意味を有すると解釈すべきである。 Used in the specification and claims in this application, "or" should be construed to have the same meaning as defined above "and / or". 例えば、リスト中の品目を分けるとき、「または」または「および/または」は、包含的であると、すなわち、多数の要素または要素のリストの、1つより多くも含むが、少なくとも1つ、および場合により追加のリストされていない品目の包含と解釈するものとする。 For example, when dividing the items in the list, "or" or "and / or" when it is inclusive, i.e., a list of a number of elements or components, but also includes more than one, at least one, and optionally to be interpreted with the inclusion of additional unlisted items. 相反するものを明確に示す用語のみ、例えば「の1つのみ」、または「の厳密に1つ」、または請求項において用いるときの「から成る」は、多数の要素または要素のリストのうちの厳密に1つの要素の包含を指すことになる。 Only terms clearly indicate that conflicting, for example "comprising" when used in, or "exactly one of," or the claims, "only one" is among the list of many elements or elements strictly it will point the inclusion of one element. 一般に、ここで用いる用語「または」は、排他性の用語、例えば「どちらか一方」、「の1つ」、「の1つのみ」または「の厳密に1つ」が前にあるとき、排他的選択肢(すなわち、「一方または他方だが両方ではない」)を示すともっぱら解釈されるものとする。 In general, the term "or" as used herein, exclusivity terms, such as "either one", when the "one", or "one exactly" "only one" is before, exclusively alternative (i.e., "but one or the other but not both") shall be interpreted solely when showing the. 請求項において用いるときの「から本質的に成る」は、特許法の分野で用いられているその通常の意味を有するものとする。 "Consisting essentially of" when used in the claims, shall have its ordinary meaning as used in the field of patent law.

1つ以上の要素のリストに関して、本願における本明細書および請求項において用いる語句「少なくとも1」は、要素のリスト中の任意の1つ以上の要素から選択される少なくとも1つの要素を意味するが、その要素のリスト内に具体的にリストされている各々のおよびあらゆる要素のうちの少なくとも1つを必ずしも含むとは限らず、そのリストの要素中の要素の任意の組み合わせを排除しないことは理解されるはずである。 Reference to a list of one or more elements, the phrase "at least" as used herein and in the claims in this application, should be understood to mean at least one element selected from any one or more of the elements in the list of elements not necessarily include necessarily at least one of each and every element which is specifically listed within the list of elements, does not exclude any combinations of elements in the element of the list Understanding it should be. この定義は、語句「少なくとも1」が指す要素のリスト内の具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定される要素と関係があろうと、無関係であろうと、場合により存在することがあることも許容する。 This definition specifically elements other than those specific words "at least" refers list of elements, the it would be related to the specifically identified the elements, whether independent, optionally present it is also acceptable that there. したがって、非限定的例として、「AおよびBの少なくとも一方」(または同義で「AまたはBの少なくとも一方」、または同義で「Aおよび/またはBの少なくとも一方」)は、ある実施形態では、Bが存在しない(およびB以外の要素を場合により含む)、場合により1つ以上を含む、少なくとも1つのA;別の実施形態では、Aが存在しない(およびA以外の要素を場合により含む)、場合により1つ以上を含む、少なくとも1つのB;さらに別の実施形態では、場合により1つ以上を含む、少なくとも1つのAおよび、場合により1つ以上を含む、少なくとも1つのB(および他の要素を場合により含む);などを指す場合がある。 Thus, as a non-limiting example, "at least one of A and B" (or "at least one of A or B" interchangeably, or "at least one of A and / or B" interchangeably) may, in certain embodiments, B is not present (and optionally including elements other than B), in the case where the by including one or more, at least one a; in another embodiment, (optionally including elements other than and a) which a is absent , optionally one or more, at least one B; in yet another embodiment, optionally one or more, at least one of a and, optionally one or more, at least one of B (and other it may refer to like; elements optionally include).

請求項においてはもちろん、上記の本明細書においても、移行句、例えば、「含む」、「備えている」、「保有する」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する」およびこれらに類するものは、非限定的であると、すなわち、含むがそれらに限定されないことを意味すると解釈すべきである。 Of course in the claims, also herein above, transitional phrase such as "comprises", "comprising", "keep", "having", "containing", "involving", and "holding "and the like to these, the non-limiting, i.e., including, but should be construed to mean that the invention is not limited thereto. 移行句「から成る」および「から本質的になる」のみを限定または半限定移行句とし、これらの移行句は、それぞれ、米国特許庁特許審査手続便覧(the United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures)、第2111.03章に示されている。 The transitional phrase "consisting of" and "essentially consists of" only a limited or semi-closed transitional phrases, these transitional phrases, respectively, the United States Patent Office of Patent Examining Procedures Handbook (the United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures ), it has been shown in Chapter 2111.03 Chapter.

Claims (61)

  1. 液滴を形成する方法であって、 A method of forming a droplet,
    第一の管路に第一の流体を流す段階; The step of flowing the first fluid into the first conduit;
    前記第一の流体の液滴が前記第一の管路の出口開口部で形成されないように、前記第一の流体を前記第一の管路の出口開口部から第二の管路内の第二の流体に排出する段階;および 前記第一の流体および前記第二の流体を前記第二の管路の出口開口部から第三の流体に排出して、前記第一の流体の液滴を包囲する前記第二の流体を含む多相エマルション液滴を形成する段階を含む方法。 As the droplets of the first fluid is not formed at the outlet opening of the first conduit, the second conduit of the first fluid from the outlet opening of the first conduit step for discharging the second fluid; a and the first fluid and the second fluid from the outlet opening of the second conduit and discharged to the third fluid, the droplets of the first fluid It said method comprising the step of forming a multiple emulsion droplets containing the second fluid that surrounds.
  2. 液滴を形成する方法であって、 A method of forming a droplet,
    第一の流体を第一の管路の出口開口部から第二の管路内の第二の流体に排出する段階;および 前記第一の流体および前記第二の流体を前記第二の管路の出口開口部から第三の流体に排出して、前記第一の流体の液滴を包囲する前記第二の流体のシェルを含む多相エマルション液滴を形成する段階を含み、 And said first fluid and said second said fluid second conduit; first fluid phase is discharged from the outlet opening of the first conduit to the second fluid in the second conduit from the outlet opening is discharged to the third fluid, comprising forming a multiple emulsion droplets containing the second fluid of the shell surrounding the droplets of the first fluid,
    前記シェルが、前記多相エマルションの平均断面直径の約0.05倍未満の平均厚みを有する、および/または前記シェルが、約1マイクロメートル未満の平均厚みを有するものである方法。 Wherein the shell, having an average thickness of less than about 0.05 times the average cross-sectional diameter of the multiple emulsion, and / or the shell, have an average thickness of less than about 1 micrometer.
  3. 前記第一の流体が親水性であり、および前記第二の流体が疎水性である、請求項1または2に記載の方法。 Wherein the first fluid is hydrophilic, and the second fluid is hydrophobic, The method according to claim 1 or 2.
  4. 前記第一の流体が疎水性であり、および前記第二の流体が親水性である、請求項1または2に記載の方法。 Wherein the first fluid is hydrophobic and the second fluid is hydrophilic, a method according to claim 1 or 2.
  5. 前記第一の流体および前記第二の流体が、実質的に不混和性である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the first fluid and the second fluid is substantially immiscible A method according to any one of claims 1-4.
  6. 前記第一の管路が、疎水性コーティングで少なくとも部分的に被覆されている、請求項1または2に記載の方法。 It said first conduit are at least partially coated with a hydrophobic coating, the method according to claim 1 or 2.
  7. 前記第一の流体の流量および前記第二の流体の流量が、第二の管路内の前記第二の流体の中で前記第一の流体の噴射流が発生するように選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 The flow of the first fluid flow and the second fluid, jet of the first fluid is selected to produce in the second fluid in the second conduit, wherein the method according to any one of claims 1 to 6.
  8. 前記多相エマルション液滴を前記第三の管路内に回収する段階をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 Further comprising the method of any one of claims 1 to 7 the step of recovering the multiple emulsion droplets to the third conduit.
  9. 前記多相エマルション液滴が、前記第三の管路内で形成される、請求項8に記載の方法。 The multiple emulsion droplets are formed by the third conduit, the method according to claim 8.
  10. 前記第二の管路から吐き出された前記第一の流体および前記第二の流体が、前記第三の管路に入る前に多相エマルション液滴を形成する、請求項8に記載の方法。 Wherein said discharged from the second conduit the first fluid and the second fluid forms a multiple emulsion droplets prior to entering the third conduit The method of claim 8.
  11. 生成される多相エマルション液滴の実質的にすべてが、二相エマルション液滴である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 All the generated substantially in multiple emulsion droplets, a two-phase emulsion droplets, the method according to any one of claims 1 to 10.
  12. 前記第一の管路が、前記第一の管路の出口開口部で液滴が生成されないような毛細管数を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the first conduit has a capillary number as droplets at the exit opening is not generated in the first conduit, the method according to any one of claims 1 to 11.
  13. 前記第一の流体および前記第二の流体が、前記第一の管路の出口開口部で液滴が生成されないような粘度を有するように選択される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the first fluid and the second fluid, wherein the first conduit droplet outlet opening of is selected to have a viscosity such that not generated any one of claims 1 to 12 the method according to.
  14. 前記第一の流体および前記第二の流体が、前記第二の管路の出口開口部から第三の管路に排出される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the first fluid and the second fluid, wherein is discharged from the second outlet opening of the conduit to the third conduit, the method according to any one of claims 1 to 13.
  15. 前記第二の流体が、該流体に懸濁しているポリマーを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。 The second fluid comprises a polymer suspended in the fluid, A method according to any one of claims 1 to 14.
  16. 前記ポリマーが、実質的に架橋されていない、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the polymer is not substantially crosslinked, the method according to any one of claims 1 to 15.
  17. 前記ポリマーの実質的にすべてが、少なくとも約85℃のガラス転移温度を有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。 Substantially all of said polymer has a glass transition temperature of at least about 85 ° C., The method according to any one of claims 1 to 16.
  18. 前記ポリマーの実質的にすべてが、オクタンに少なくとも部分的に可溶性である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。 Substantially all of the polymer is at least partially soluble in octane A method according to any one of claims 1-17.
  19. 前記ポリマーの実質的にすべてが、約20,000g/mol未満の重量平均分子量を有する、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。 Substantially all of said polymer has a weight average molecular weight of less than about 20,000 g / mol, The method according to any one of claims 1 to 18.
  20. 前記第二の流体を加熱して、前記第二の流体の少なくとも一部分を前記第三の流体に輸送し、それによって固体ポリマーシェルを形成する段階をさらに含む、請求項15〜19のいずれか一項に記載の方法。 And heating the second fluid transports at least a portion of the second fluid to the third fluid, thereby further comprising forming a solid polymeric shell, any one of claims 15 to 19 the method according to item.
  21. 破断させることなく少なくとも約200kPaの絶対圧を前記固体ポリマーシェルにかけることができる、請求項20に記載の方法。 It is possible to apply an absolute pressure of at least about 200kPa without breaking the solid polymer shell The method of claim 20.
  22. 前記第二の流体の加熱が、約25℃と約100℃の間の温度の環境に前記第二の流体を暴露することを含む、請求項20に記載の方法。 The heating of the second fluid comprises exposing said second fluid to a temperature environment of between about 25 ° C. and about 100 ° C., The method of claim 20.
  23. 前記多相エマルション液滴が、前記多相エマルション液滴の断面直径の変動係数が約10%未満であるような総平均直径および直径分布を有する、請求項1〜22のいずれか一項に記載の方法。 The multiple emulsion droplets, said has a total average diameter and diameter distribution as coefficient of variation is less than about 10% of the cross-sectional diameter of the multiple emulsion droplets, according to any one of claims 1 to 22 the method of.
  24. 第一の管路と、前記第一の管路内に収容されている出口開口部を有する外側注入管路と、前記外側注入管路内に収容されている出口開口部を有する内側注入管路と、前記第一管路内に収容されているが前記外側注入管路内に収容されていない入口開口部を有する回収管路とを具備し、 A first conduit, and the outer infusion line having an outlet opening which is accommodated in said first conduit, the inner infusion line having an outlet opening which is accommodated in the outer injection conduit When the are housed in the first conduit is provided with a recovery conduit having an inlet opening which is not accommodated in the outer injection conduit,
    前記外側注入管路が、少なくとも部分的に疎水性コーティングで被覆されており、その他の管が、前記疎水性コーティングで被覆されていないデバイス。 Device said outer infusion line is being at least partially coated with a hydrophobic coating, the other tube, not coated with the hydrophobic coating.
  25. 前記第一の管路、前記外側注入管路、前記内側注入管路および前記回収管路のうちの少なくとも2つが同軸円状に配置されている、請求項24に記載のデバイス。 It said first conduit, said outer infusion line, wherein at least two of the inner infusion line and said collecting pipe are disposed coaxially circle A device according to claim 24.
  26. 前記第一の管路、前記外側注入管路、前記内側注入管路および前記回収管路のすべてが同軸円状に配置されている、請求項24に記載のデバイス。 It said first conduit, said outer infusion line, all of the inner infusion line and said collecting pipe are coaxially arranged circular, according to claim 24 device.
  27. 前記内側注入管路の出口開口部が、前記第一の管路内に収容されている、請求項24〜26のいずれか一項に記載のデバイス。 The outlet opening of the inner infusion line is, the first is housed in conduit A device according to any one of claims 24 to 26.
  28. 前記内側注入管路の出口開口部が、前記第一の管路外に位置する、請求項24〜26のいずれか一項に記載のデバイス。 The outlet opening of the inner infusion line is located outside the first conduit, according to any one of claims 24 to 26 devices.
  29. 二相エマルション液滴生成領域を含むマイクロ流体デバイスを具備する物品であって、 An article comprising a microfluidic device comprising a two-phase emulsion droplets generated region,
    前記二相エマルション液滴生成領域が、第一の管路と、前記第一の管路内に収容されている出口開口部を有する外側注入管路と、前記外側注入管路内に収容されている出口開口部を有する内側注入管路と、前記第一の管路内に収容されているが前記外側注入管路内に収容されていない入口開口部を有する回収管路とから本質的に成る、物品。 The two-phase emulsion droplets preparation zone, a first conduit, and the outer infusion line having an outlet opening which is accommodated in said first conduit, it is housed in the outer injection conduit It consists essentially of an inner infusion line having an outlet opening, a recovery pipe line the first is housed in conduit but having an inlet opening which is not accommodated in the outer injection duct which are article.
  30. 前記第一の管路、前記外側注入管路、前記内側注入管路および前記回収管路のうちの少なくとも2つが同軸円状に配置されている、請求項29に記載の物品。 It said first conduit, said outer infusion line, wherein at least two of the inner infusion line and said collecting pipe are disposed coaxially circular article of claim 29.
  31. 前記第一の管路、前記外側注入管路、前記内側注入管路および前記回収管路のすべてが同軸円状に配置されている、請求項29に記載の物品。 It said first conduit, said outer infusion line, all of the inner infusion line and said collecting pipe are coaxially arranged circular article of claim 29.
  32. 前記内側注入管路の出口開口部が、前記第一の管路内に収容されている、請求項29〜31のいずれか一項に記載の物品。 An article according to any one of the outlet opening of the inner infusion line is accommodated in the first conduit, claims 29 to 31.
  33. 前記内側注入管路の出口開口部が、前記第一の管路外に位置する、請求項29〜31のいずれか一項に記載の物品。 The outlet opening of the inner infusion line is located outside the first conduit, article according to any one of claims 29 to 31.
  34. ポリマーを含むシェルを有する粒子を含む物品であって、 An article comprising particles having a shell comprising a polymer,
    前記粒子が約1mm未満の平均直径を有し、前記シェルが、少なくとも部分的に流体を含有し、 Wherein the particles have an average diameter of less than about 1 mm, the shell contains at least partially the fluid,
    前記シェルが、前記粒子の平均断面直径の約0.05倍未満の平均厚みを有し、および/または前記シェルが、約1マイクロメートル未満の平均厚みを有し;ならびに 前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、少なくとも約85℃のガラス転移温度を有する、および/または前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、少なくとも部分的にオクタンに可溶性である物品。 Said shell has an average thickness of less than about 0.05 times the average cross-sectional diameter of the particles, and / or the shell has an average thickness of less than about 1 micrometer; and substantially of the polymer in the shell all has at least about 85 ° C. the glass transition temperature, and / or substantially all of the polymer in the shell is at least partially soluble in octane article.
  35. 前記シェルが、約1マイクロメートル未満の平均厚みを有する、請求項34に記載の物品。 Wherein the shell has an average thickness of less than about 1 micrometer, article of claim 34.
  36. 前記シェルが、前記粒子の平均断面直径の約0.05倍未満の平均厚みを有する、請求項34〜35のいずれか一項に記載の物品。 Wherein the shell has an average cross-sectional average thickness of less than about 0.05 times the diameter of the particles, article according to any one of claims 34-35.
  37. 前記シェルが、ポリスチレンを含む、請求項34〜36のいずれか一項に記載の物品。 Wherein the shell comprises a polystyrene article according to any one of claims 34 to 36.
  38. 前記シェルが、ポリカプロラクトンを含む、請求項34〜37のいずれか一項に記載の物品。 Wherein the shell comprises a polycaprolactone An article according to any one of claims 34 to 37.
  39. 前記シェルが、ポリイソプレンを含む、請求項34〜38のいずれか一項に記載の物品。 Wherein the shell comprises a polyisoprene article according to any one of claims 34 to 38.
  40. 前記シェルが、ポリ(乳酸)を含む、請求項34〜39のいずれか一項に記載の物品。 It said shell comprises poly (lactic acid), article according to any one of claims 34 to 39.
  41. 前記流体が、界面活性剤を含む、請求項40に記載の物品。 Wherein the fluid comprises a surfactant, article of claim 40.
  42. 前記界面活性剤が、イオン性界面活性剤である、請求項41に記載の物品。 Wherein the surfactant is an ionic surfactant, article of claim 41.
  43. 前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、少なくとも約85℃のガラス転移温度を有する、請求項34〜42のいずれか一項に記載の物品。 Substantially all, at least the glass transition temperature of about 85 ° C., article according to any one of claims 34 to 42 of the polymer in the shell.
  44. 前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、約85℃と約200℃の間のガラス転移温度を有する、請求項43に記載の物品。 Substantially all, it has a glass transition temperature between about 85 ° C. and about 200 ° C., article of claim 43 of the polymer in the shell.
  45. 前記シェル中のポリマーの実質的にすべてが、少なくとも部分的にオクタンに可溶性である、請求項34〜44のいずれか一項に記載の物品。 Wherein substantially all of the polymer in the shell is at least partially soluble in octane article according to any one of claims 34 to 44.
  46. 前記シェル中のポリマーが、少なくとも約1MPaのヤング率を有する、請求項34〜45のいずれか一項に記載の物品。 Polymer in the shell has a Young's modulus of at least about 1 MPa, article according to any one of claims 34 to 45.
  47. 破断させることなく少なくとも約200kPaの絶対圧を前記粒子にかけることができる、請求項34〜46のいずれか一項に記載の物品。 It is possible to apply an absolute pressure of at least about 200kPa without breaking the particles, article according to any one of claims 34 to 46.
  48. 前記粒子の断面直径の変動係数が約10%未満であるような総平均直径および直径分布を有する、請求項34〜47のいずれか一項に記載の粒子のコレクション。 Having a total average diameter and diameter distribution as coefficient of variation of cross-sectional diameter is less than about 10% of said particles, a collection of particles according to any one of claims 34 to 47.
  49. 液滴を形成する方法であって、 A method of forming a droplet,
    第一の流体を第一の管路の出口開口部から第二の流体に排出して、第二の管路を通って該第二の管路の第一の入口開口部経由で輸送する段階;および 前記第二の管路の第二の入口開口部を通って第三の流体および第四の流体を流して、前記第二の流体を包囲する前記第三の流体のシェルと前記第一の流体を包囲する前記第二の流体のシェルとを含む多相エマルション液滴を形成する段階を含む方法。 The first fluid is discharged from the outlet opening of the first conduit to a second fluid, the step of through a second conduit for transporting via a first inlet opening of said second conduit ; and flowing a third fluid and a fourth fluid through said second inlet opening of the second conduit, the second of the fluid and the third fluid of the shell surrounding the first the method comprising the step of forming a multiple emulsion droplets containing said second fluid of the shell surrounding the fluid.
  50. 第三の管路の入口開口部を通って前記第一、第二、第三および第四の流体を輸送して、前記多相エマルションを形成する、請求項49に記載の方法。 Wherein through the inlet opening of the third conduit first, second, and transports the third and fourth fluid to form the multiple emulsion method of claim 49.
  51. 前記第二の管路の第一の入口開口部を通って第五の流体を流して、該第五の流体を包囲する前記第三の流体のシェルと、前記第二の流体を包囲する該第五の流体のシェルと、前記第一の流体を包囲する前記第二の流体のシェルとを含む多相エマルションを形成する段階を含む、請求項49〜50のいずれか一項に記載の方法。 The surrounding flowing a fifth fluid through the first inlet opening of the second conduit, and said third fluid which surrounds the said fifth fluid shell, said second fluid and the shell of the fifth fluid, said comprising forming a multiple emulsion comprising said second fluid of the shell surrounding the first fluid, the method according to any one of claims 49-50 .
  52. 第三の管路の入口開口部を通して前記第一、第二、第三、第四および第五の流体を輸送して、多相エマルションを形成する、請求項51に記載の方法。 Through said inlet opening of the third conduit first, second, third, and transports the fourth and fifth fluid to form a multiple emulsion, A method according to claim 51.
  53. ポリマーが、前記第二の流体に懸濁している、請求項49〜52のいずれか一項に記載の方法。 Polymer, suspended in the second fluid, the method according to any one of claims 49 to 52.
  54. ポリマーが、前記第三の流体に懸濁している、請求項49〜53のいずれか一項に記載の方法。 Polymer, suspended in the third fluid, the method according to any one of claims 49-53.
  55. ポリマーが、前記第四の流体に懸濁している、請求項49〜54のいずれか一項に記載の方法。 Polymer, suspended in the fourth fluid, A method according to any one of claims 49 to 54.
  56. 薬剤が、前記第一の流体に含有される、請求項49〜55のいずれか一項に記載の方法。 Agent, wherein contained in the first fluid, the method according to any one of claims 49-55.
  57. 前記薬剤が、界面活性剤を含む、請求項56に記載の方法。 Wherein the agent comprises a surfactant The method of claim 56.
  58. 前記第一の流体が、前記第二の流体と直接接触している、請求項49〜57のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the first fluid is in direct contact with the second fluid, the method according to any one of claims 49-57.
  59. 前記第三の流体が、前記第四の流体と直接接触している、請求項49〜58のいずれか一項に記載の方法。 The third fluid is in direct contact with said fourth fluid, A method according to any one of claims 49-58.
  60. 前記第二の流体が、前記第三の流体と直接接触している、請求項49〜50および53〜59のいずれか一項に記載の方法。 Said second fluid are in direct contact with said third fluid, the method according to any one of claims 49-50 and 53-59.
  61. 前記第二の流体が、前記第五の流体と直接接触している、請求項51〜59のいずれか一項に記載の方法。 It said second fluid are in direct contact with the fifth fluid A method according to any one of claims 51 to 59.
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